論文の概要: Uncertainty-aware Traffic Prediction under Missing Data

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.06800v3
• Date: Fri, 15 Sep 2023 00:45:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-18 11:38:24.610653
• Title: Uncertainty-aware Traffic Prediction under Missing Data
• Title（参考訳）: 欠落データに基づく不確実性を考慮したトラヒック予測
• Authors: Hao Mei, Junxian Li, Zhiming Liang, Guanjie Zheng, Bin Shi, Hua Wei
• Abstract要約: 実際のシナリオでは、予算の制限とインストールの可用性のために、センサーのデプロイが制限される可能性がある。 本研究では,(1)過去の記録のない場所まで予測を拡張できる不確実性を考慮したフレームワークを提案し,その空間的範囲を著しく拡張する。 また,本モデルにより,輸送分野におけるセンサ配置タスクを支援することができ,センサ配置予算を限定して高精度化できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.443185263911637
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Traffic prediction is a crucial topic because of its broad scope of applications in the transportation domain. Recently, various studies have achieved promising results. However, most studies assume the prediction locations have complete or at least partial historical records and cannot be extended to non-historical recorded locations. In real-life scenarios, the deployment of sensors could be limited due to budget limitations and installation availability, which makes most current models not applicable. Though few pieces of literature tried to impute traffic states at the missing locations, these methods need the data simultaneously observed at the locations with sensors, making them not applicable to prediction tasks. Another drawback is the lack of measurement of uncertainty in prediction, making prior works unsuitable for risk-sensitive tasks or involving decision-making. To fill the gap, inspired by the previous inductive graph neural network, this work proposed an uncertainty-aware framework with the ability to 1) extend prediction to missing locations with no historical records and significantly extend spatial coverage of prediction locations while reducing deployment of sensors and 2) generate probabilistic prediction with uncertainty quantification to help the management of risk and decision making in the down-stream tasks. Through extensive experiments on real-life datasets, the result shows our method achieved promising results on prediction tasks, and the uncertainty quantification gives consistent results which highly correlated with the locations with and without historical data. We also show that our model could help support sensor deployment tasks in the transportation field to achieve higher accuracy with a limited sensor deployment budget.
• Abstract（参考訳）: 交通分野の応用範囲が広いため、交通予測は重要なトピックである。 近年,様々な研究が有望な成果を上げている。 しかし、ほとんどの研究は予測場所が完全な、あるいは少なくとも部分的な歴史記録を持っていると仮定しており、歴史的に記録されていない場所まで拡張することはできない。 実際のシナリオでは、予算の制限とインストールの可用性のためにセンサーの配置が制限される可能性があるため、現在のほとんどのモデルでは適用できない。 欠落した場所の交通状態を暗示しようとする文献は少ないが、これらの手法にはセンサーで同時に観測されるデータが必要であるため、予測タスクには適用できない。 もうひとつの欠点は、予測の不確実性の測定の欠如であり、以前の作業がリスクに敏感なタスクや意思決定に適さないことだ。 このギャップを埋めるために、従来のインダクティブグラフニューラルネットワークに触発された本研究では、不確実性を認識するフレームワークを提案する。 1) 過去の記録のない場所への予測を延長し, センサの配置を減少させながら, 予測位置の空間的範囲を著しく拡大する。 2) 下流作業におけるリスクと意思決定の管理を支援するため, 不確実性定量化による確率予測を生成する。 実生活データセットを広範囲に実験した結果,予測課題において有望な結果が得られ,不確かさの定量化により,過去のデータと無関係な場所と高い相関性が得られた。 また,センサ配置予算を限定した精度向上のために,交通分野におけるセンサ展開タスクを支援できることを示す。

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