基于时空图神经网络的交通拥堵预测技术
2021-11-02刘华林立春杨丽萍洪东
西部交通科技 2021年7期
关键词:模型
刘华 林立春 杨丽萍 洪东



随着全球定位和物联网技术的快速发展,道路上各种传感器采集的路网数据规模不断扩大。交管部门亟须针对已有的路网数据预测车辆未来的位置和区域分布,对道路前方可能发生的交通拥堵进行预警,并帮助驾驶员选择合适路线,从而缓解城市拥堵。文章采用时空图神经网络(STGNN)挖掘交通流量数据的潜在因果关系,对交通路网嵌入空间依赖和时间依赖进行建模分析。实验结果表明,该方案能更有效地预测未来的交通流量,防止发生拥堵。
时空图神经网络;交通流量;STGNN;拥堵预测
U491.1+13A411473
0 引言
近年来,通过对交通大数据的分析挖掘预测未来的交通趋势,已引起智能交通系统领域研究人员的广泛关注。准确预测未来的交通情况具有很多优势,它不仅可以帮助市民绕行拥挤的道路,而且可以提前安排高效的出行。由于大城市的交通每时每刻都在发生变化,相同位置的交通数据在不同时刻,如在工作日和周末会观察到不同的车流量;相同时刻的交通数据在不同位置也不相同,如在居民区和商圈附近也会观察到不同的车流量。因此,在交通数据中存在复杂的时空关系,这使得进行精确交通拥堵预测的任务极具挑战性。
早期的各种统计和机器学习技术,如整合移动平均自回归模型(ARIMA)、历史平均模型(HA)、支持向量回归(SVR)和卡尔曼滤波模型,已广泛用于交通预测。最近几年,图神经网络(GNN)在模拟现实交通中取得了很好的效果,它通过采用不同的特征聚集方案,将图中相邻节点之间的空间依赖性进行编码并融入其中。……
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