首页|基于多视图时空卷积的交通流量预测模型

基于多视图时空卷积的交通流量预测模型

扫码查看
交通流量预测一直是智能交通系统的首要任务。由于交通流量序列具有复杂的时空依赖性,使得对其准确预测变得极具挑战性。现有很多工作主要基于循环神经网络、图网络以及Transformer模型构建交通流量预测模型。考虑到卷积网络具有计算效率高以及特征提取能力强等优点,提出基于多视图时空卷积的交通流量预测模型。模型在输入编码层对序列数据进行表示学习,并引入了位置信息和时间信息。在时空特征表示学习层,考虑到序列具有不同的周期模式,设计了多个表示学习模块。每个时空表示学习模块,基于一维卷积完成局部时空特征挖掘,然后基于因果卷积实现全局时空特征挖掘。在预测层,引入通道注意力机制提升模型对时空特征利用的有效性。在2个真实交通数据集上的实验结果,验证了 MSTC模型在交通流预测任务上的有效性。
Traffic Flow Prediction Model based on Multi-view Spatio-temporal Convolution
Traffic flow forecast is always the primary task of intelligent transportation system.Due to the complex spatio-temporal dependencies of traffic flow sequence,it is extremely challenging to predict it accurately.Many existing works are mainly based on cyclic neural networks,graph networks and Transformer models to build traffic flow forecast models.Considering that the convolutional network has the advantages of high computational efficiency and strong feature extraction ability,in the paper a traffic flow forecast model is proposed based on multi-view spatio-temporal convolution.The model performs representation learning on the sequence data at the input encoding layer,and fuses it with position information and time information.In the spatio-temporal feature representation learning layer,multiple representation learning modules are designed considering that sequences have different periodic patterns.Each spatio-temporal representation learning module completes local spatio-temporal feature mining based on one-dimensional convolution,and then realizes global spatio-temporal feature mining based on causal convolution.In the prediction layer,the channel attention mechanism is introduced to improve the effectiveness of the model in utilizing spatio-temporal features.Experimental results on two real traffic datasets verify the effectiveness of the MSTC model on traffic flow prediction tasks.

highway engineeringtraffic flow predictionspatio-temporal convolutionattention mechanismTransformer

张艳红、郭伟彤、张斌

展开 >

中国公路工程咨询集团有限公司 北京市 100097

公路建设与养护技术、材料及装备交通运输行业研发中心 北京市 100097

中交集团公路路面养护技术研发中心 北京市 100097

山西交通控股集团有限公司 太原市 030024

展开 >

交通工程 交通流预测 时空卷积 注意力机制 Transformer

中交集团重点研发项目

zzkj-2018-005

2024

公路
中国交通建设集团有限公司

公路

CSTPCD北大核心
影响因子:0.54
ISSN:0451-0712
年,卷(期):2024.69(1)
  • 21