Travel time estimation is a key task in navigation apps and web mapping services. Existing deterministic and probabilistic methods, based on the assumption of trip independence, predominantly focus on modeling individual trips while overlooking trip correlations. However, real-world conditions frequently introduce strong correlations between trips, influenced by external and internal factors such as weather and the tendencies of drivers. To address this, we propose a deep hierarchical joint probabilistic model ProbETA for travel time estimation, capturing both inter-trip and intra-trip correlations. The joint distribution of travel times across multiple trips is modeled as a low-rank multivariate Gaussian, parameterized by learnable link representations estimated using the empirical Bayes approach. We also introduce a data augmentation method based on trip sub-sampling, allowing for fine-grained gradient backpropagation when learning link representations. During inference, our model estimates the probability distribution of travel time for a queried trip, conditional on spatiotemporally adjacent completed trips. Evaluation on two real-world GPS trajectory datasets demonstrates that ProbETA outperforms state-of-the-art deterministic and probabilistic baselines, with Mean Absolute Percentage Error decreasing by over 12.60%. Moreover, the learned link representations align with the physical network geometry, potentially making them applicable for other tasks.


翻译:旅行时间估计是导航应用和网络地图服务中的关键任务。现有的确定性和概率性方法基于行程独立性假设,主要侧重于对单个行程进行建模,而忽略了行程间的相关性。然而,现实世界条件(如天气和驾驶员倾向等外部与内部因素)常导致行程间存在强相关性。为解决此问题,我们提出了一种用于旅行时间估计的深度层次联合概率模型 ProbETA,该模型同时捕获了行程间与行程内的相关性。多个行程的旅行时间联合分布被建模为一个低秩多元高斯分布,其参数由使用经验贝叶斯方法估计的可学习链路表示进行参数化。我们还引入了一种基于行程子采样的数据增强方法,使得在学习链路表示时能够进行细粒度的梯度反向传播。在推理阶段,我们的模型以时空相邻的已完成行程为条件,估计查询行程的旅行时间概率分布。在两个真实世界 GPS 轨迹数据集上的评估表明,ProbETA 优于最先进的确定性和概率性基线模型,平均绝对百分比误差降低了超过 12.60%。此外,学习到的链路表示与物理网络几何结构相吻合,这使其可能适用于其他任务。

0
下载
关闭预览

相关内容

本话题关于日常用语「概率」,用于讨论生活中的运气、机会,及赌博、彩票、游戏中的「技巧」。关于抽象数学概念「概率」的讨论,请转 概率(数学)话题。
《通用时间序列表示学习》最新2024综述
专知会员服务
61+阅读 · 2024年1月15日
【AAAI2023】基于时空自监督学习的交通流预测
专知会员服务
23+阅读 · 2022年12月10日
时序知识图谱表示学习
专知会员服务
154+阅读 · 2022年9月17日
专知会员服务
22+阅读 · 2021年8月29日
专知会员服务
110+阅读 · 2020年12月22日
【综述】交通流量预测,附15页论文下载
专知
23+阅读 · 2020年4月23日
网络表示学习概述
机器学习与推荐算法
19+阅读 · 2020年3月27日
网络表示学习介绍
人工智能前沿讲习班
18+阅读 · 2018年11月26日
图上的归纳表示学习
科技创新与创业
23+阅读 · 2017年11月9日
Representation Learning on Network 网络表示学习
全球人工智能
10+阅读 · 2017年10月19日
回归预测&时间序列预测
GBASE数据工程部数据团队
44+阅读 · 2017年5月17日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2月1日
VIP会员
相关资讯
【综述】交通流量预测,附15页论文下载
专知
23+阅读 · 2020年4月23日
网络表示学习概述
机器学习与推荐算法
19+阅读 · 2020年3月27日
网络表示学习介绍
人工智能前沿讲习班
18+阅读 · 2018年11月26日
图上的归纳表示学习
科技创新与创业
23+阅读 · 2017年11月9日
Representation Learning on Network 网络表示学习
全球人工智能
10+阅读 · 2017年10月19日
回归预测&时间序列预测
GBASE数据工程部数据团队
44+阅读 · 2017年5月17日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员