Road network digital twins (RNDTs) play a critical role in the development of next-generation intelligent transportation systems, enabling more precise traffic planning and control. To support just-in-time (JIT) decision making, RNDTs require a model that dynamically learns the traffic patterns from online sensor data and generates high-fidelity simulation results. Although current traffic prediction techniques based on graph neural networks have achieved state-of-the-art performance, these techniques only predict future traffic by mining correlations in historical traffic data, disregarding the causes of traffic generation, such as traffic demands and route selection. Therefore, their performance is unreliable for JIT decision making. To fill this gap, we introduce a novel deep learning framework called TraffNet that learns the causality of traffic volume from vehicle trajectory data. First, we use a heterogeneous graph to represent the road network, allowing the model to incorporate causal features of traffic volumes. Next, motivated by the traffic domain knowledge, we propose a traffic causality learning method to learn an embedding vector that encodes travel demands and path-level dependencies for each road segment. Then, we model temporal dependencies to match the underlying process of traffic generation. Finally, the experiments verify the utility of TraffNet. The code of TraffNet is available at https://github.com/mayunyi-1999/TraffNet_code.git.


翻译:摘要:道路网络数字孪生(RNDTs)在下一代智能交通系统的发展中扮演着关键角色,能够实现更精准的交通规划与控制。为支持即时决策,RNDTs需要一种从在线传感器数据中动态学习交通模式并生成高保真仿真结果的模型。尽管当前基于图神经网络的交通预测技术已取得最优性能,但这些技术仅通过挖掘历史交通数据中的相关性来预测未来交通,忽略了交通需求与路线选择等交通生成的根本原因。因此,其性能在即时决策中不可靠。为填补这一空白,我们提出名为TraffNet的新型深度学习框架,从车辆轨迹数据中学习交通量的因果关系。首先,使用异构图表示道路网络,使模型能够整合交通量的因果特征;其次,受交通领域知识启发,提出交通因果关系学习方法,为每个路段学习编码出行需求与路径级依赖关系的嵌入向量;随后,对时间依赖性进行建模以匹配交通生成的内在过程;最后,实验验证了TraffNet的实用性。TraffNet的代码已开源:https://github.com/mayunyi-1999/TraffNet_code.git。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
45+阅读 · 2020年12月18日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
254+阅读 · 2020年4月19日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【推荐】RNN最新研究进展综述
机器学习研究会
26+阅读 · 2018年1月6日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
26+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月18日
Arxiv
35+阅读 · 2021年1月27日
VIP会员
最新内容
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:54
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:52
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
5+阅读 · 今天7:44
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:28
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:18
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:03
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
6+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
10+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
5+阅读 · 6月23日
相关VIP内容
专知会员服务
45+阅读 · 2020年12月18日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
254+阅读 · 2020年4月19日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【推荐】RNN最新研究进展综述
机器学习研究会
26+阅读 · 2018年1月6日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
26+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员