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中国科学技术大学刘斌琨、曹洋、许镇义等:基于时空图卷积的城市流迁移预测

发布时间:2025-03-09点击次数:

基于深度学习的城市交通流量预测在智慧城市建设中应用广泛,但其对数据量的依赖性限制了其在数据匮乏城市的应用。迁移学习可利用数据丰富的源城市辅助目标城市进行预测,但现有方法忽略了长距离路网的连通性,预测精度难以满足实际需求。为此,本文提出一种基于时空图卷积网络的城市交通流量迁移预测方法。该方法构建源城市和目标城市间的共享潜在空间,并将两地流量数据映射到该空间进行对齐,从而实现模型迁移。

具体而言,我们设计了动态时空图卷积模块和时间编码器,以捕捉交通流量的时间和空间特征,揭示道路网络结构、出行习惯与交通流量间的内在关联。这些特征作为跨城市不变表示,被非线性映射到共享潜在空间。通过优化马氏距离损失函数,目标城市特征与源城市特征在共享潜在空间中对齐,从而实现跨城市自行车流量预测。

我们在2015年芝加哥、纽约和华盛顿的公共自行车流量数据集上对该方法进行了评估,结果表明其显著优于现有先进技术。

关键词: 迁移学习;城市交通流预测;时空图卷积网络

作者: 刘斌琨,康宇,曹洋,赵云波,许镇义

单位:

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  1. 中国科学技术大学自动化系,中国合肥市,230026
  2. 系统控制与信息处理教育部重点实验室,中国上海市,200240
  3. 合肥综合性国家科学中心人工智能研究院,中国合肥市,230088
  4. 中国科学技术大学先进技术研究院,中国合肥市,230088

参考文献:

LIU, Binkun; KANG, Yu; CAO, Yang; ZHAO, Yunbo; XU, Zhenyi. 2025. Transfer learning with a spatiotemporal graph convolution network for city flow prediction. Front Inform Technol Electron Eng, 26(1): 79-92. https://www.php.cn/link/74ad61495004090c5043987b671d1dda

图示:

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