Modeling Dynamic Traffic Flow as Visibility Graphs: A Network-Scale Prediction Framework for Lane-Level Traffic Flow Based on LPR Data

计算机科学 能见度 可见性图 流量(计算机网络) 交通生成模型 数据挖掘 深度学习 比例(比率) 流量网络 复杂网络 网络流量模拟 人工智能 机器学习 实时计算 网络流量控制 地理 计算机网络 数学 网络数据包 气象学 几何学 万维网 数学优化 地图学 正多边形
作者
Jie Zeng,Jinjun Tang
出处
期刊:IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:24 (4): 4173-4188
标识
DOI:10.1109/tits.2022.3231959
摘要

Emerging applications in real-time traffic management put forward urgent requirements for lane-level traffic flow prediction. Limited by extremely unstable traffic volumes and heterogeneous spatiotemporal dependencies in urban road networks, network-scale prediction for lane-level traffic flow is still a critical challenge. This study models the dynamic characteristics of lane-level traffic flow as complex networks and proposes a deep learning framework for network-scale prediction. Relying on the visibility graph, we transform the temporal dependence learning task into spatial correlation mining on temporal complex networks. For spatial dependency extraction in urban traffic flows, we establish three topological graphs from traffic, statistical, and semantic perspectives to investigate the static and dynamic correlations. Then, a network-scale traffic volumes prediction model, i.e., spatiotemporal multigraph gated network (STMGG), is proposed to learn spatiotemporal correlations on visibility graphs and spatial topological graphs. This model designs an attention-based gated mechanism to incorporate global features from multigraphs. Additionally, a Seq2Seq structure is integrated to enhance multistep prediction stability. We employ two license plate recognition (LPR) datasets as case studies, and STMGG expresses superiorities over various advanced deep learning models. Meanwhile, an ablation experiment is conducted to evaluate its components, and numerical tests further reveal its impressive inductive learning capability.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
CHDB应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
思源应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
mryun完成签到,获得积分10
刚刚
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
首席或雪月完成签到,获得积分10
2秒前
时米米米完成签到,获得积分10
2秒前
xiasijian完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
歪歪yyyyc完成签到,获得积分10
8秒前
彭于晏应助kk星采纳,获得10
10秒前
山沟沟完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
星星又累完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
yuyu完成签到 ,获得积分10
11秒前
东东发布了新的文献求助10
13秒前
昏睡的妙梦完成签到 ,获得积分10
13秒前
专注的草丛完成签到,获得积分10
14秒前
xixi很困完成签到 ,获得积分10
14秒前
583420完成签到 ,获得积分10
15秒前
16秒前
小瑄完成签到 ,获得积分10
16秒前
偷猪剑客发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
哈哈哈的一笑完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
19秒前
19秒前
19秒前
满怀完成签到,获得积分10
19秒前
missinglotta完成签到,获得积分10
20秒前
Maria完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
眼睛大易文完成签到,获得积分10
21秒前
小蘑菇应助紫薯球采纳,获得10
22秒前
东东发布了新的文献求助10
23秒前
寻梦发布了新的文献求助10
23秒前
伍六柒发布了新的文献求助10
24秒前
高分求助中
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
Optical and electric properties of monocrystalline synthetic diamond irradiated by neutrons 320
共融服務學習指南 300
Essentials of Pharmacoeconomics: Health Economics and Outcomes Research 3rd Edition. by Karen Rascati 300
Peking Blues // Liao San 300
Political Ideologies Their Origins and Impact 13 edition 240
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3801141
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3346790
关于积分的说明 10330402
捐赠科研通 3063155
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1681388
邀请新用户注册赠送积分活动 807549
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 763728