Large-scale data missing is a challenging problem in Intelligent Transportation Systems (ITS). Many studies have been carried out to impute large-scale traffic data by considering their spatiotemporal correlations at a network level. In existing traffic data imputations, however, rich semantic information of a road network has been largely ignored when capturing network-wide spatiotemporal correlations. This study proposes a Graph Transformer for Traffic Data Imputation (GT-TDI) model to impute large-scale traffic data with spatiotemporal semantic understanding of a road network. Specifically, the proposed model introduces semantic descriptions consisting of network-wide spatial and temporal information of traffic data to help the GT-TDI model capture spatiotemporal correlations at a network level. The proposed model takes incomplete data, the social connectivity of sensors, and semantic descriptions as input to perform imputation tasks with the help of Graph Neural Networks (GNN) and Transformer. On the PeMS freeway dataset, extensive experiments are conducted to compare the proposed GT-TDI model with conventional methods, tensor factorization methods, and deep learning-based methods. The results show that the proposed GT-TDI outperforms existing methods in complex missing patterns and diverse missing rates. The code of the GT-TDI model will be available at https://github.com/KP-Zhang/GT-TDI.


翻译:大规模数据缺失是智能交通系统中的一个挑战性问题。已有许多研究通过考虑交通数据在网络层面的时空关联性来进行填补。然而,在现有交通数据填补方法中,道路网络丰富的语义信息在捕捉全网时空关联时往往被忽略。本研究提出了一种用于交通数据填补的图Transformer模型(GT-TDI),通过理解道路网络的时空语义实现大规模交通数据的填补。具体而言,该模型引入了包含全网空间与时间信息的语义描述,帮助GT-TDI模型在网络层面捕捉时空关联性。所提模型以不完整数据、传感器社会连接性及语义描述为输入,借助图神经网络(GNN)和Transformer执行填补任务。在PeMS高速公路数据集上,将GT-TDI模型与传统方法、张量分解方法及基于深度学习的方法进行了大量实验对比。结果表明,在复杂缺失模式与多种缺失率场景下,GT-TDI模型均优于现有方法。GT-TDI模型代码将在https://github.com/KP-Zhang/GT-TDI公开。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
一份简单《图神经网络》教程,28页ppt
专知会员服务
127+阅读 · 2020年8月2日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
254+阅读 · 2020年4月19日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
GNN 新基准!Long Range Graph Benchmark
图与推荐
0+阅读 · 2022年10月18日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16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
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月16日
VIP会员
最新内容
《履带式无人地面战车技术发展现状》
专知会员服务
3+阅读 · 8月2日
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
3+阅读 · 8月1日
美空军如何将人工智能从战场部署至后方机关
专知会员服务
12+阅读 · 7月31日
《史诗怒火行动:多域前瞻评估》49页报告
专知会员服务
9+阅读 · 7月31日
《英国防部:未来空战系统数字化战略》33页
专知会员服务
6+阅读 · 7月31日
《面向自主飞行网络的智能体人工智能架构》
专知会员服务
9+阅读 · 7月31日
相关资讯
GNN 新基准!Long Range Graph Benchmark
图与推荐
0+阅读 · 2022年10月18日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员