論文の概要: OpenCity: Open Spatio-Temporal Foundation Models for Traffic Prediction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.10269v1
- Date: Fri, 16 Aug 2024 15:20:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-21 18:28:07.434401
- Title: OpenCity: Open Spatio-Temporal Foundation Models for Traffic Prediction
- Title(参考訳): OpenCity: 交通予測のためのオープン時空間基盤モデル
- Authors: Zhonghang Li, Long Xia, Lei Shi, Yong Xu, Dawei Yin, Chao Huang,
- Abstract要約: 多様なデータ特性から、基盤となる見えない時間パターンを効果的にキャプチャし、正規化できる、OpenCityという新しい基盤モデルを導入する。
OpenCityはTransformerアーキテクチャとグラフニューラルネットワークを統合して、トラフィックデータの複雑な時間依存性をモデル化する。
実験の結果、OpenCityは例外的なゼロショット性能を示した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 29.514461050436932
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Accurate traffic forecasting is crucial for effective urban planning and transportation management, enabling efficient resource allocation and enhanced travel experiences. However, existing models often face limitations in generalization, struggling with zero-shot prediction on unseen regions and cities, as well as diminished long-term accuracy. This is primarily due to the inherent challenges in handling the spatial and temporal heterogeneity of traffic data, coupled with the significant distribution shift across time and space. In this work, we aim to unlock new possibilities for building versatile, resilient and adaptive spatio-temporal foundation models for traffic prediction. To achieve this goal, we introduce a novel foundation model, named OpenCity, that can effectively capture and normalize the underlying spatio-temporal patterns from diverse data characteristics, facilitating zero-shot generalization across diverse urban environments. OpenCity integrates the Transformer architecture with graph neural networks to model the complex spatio-temporal dependencies in traffic data. By pre-training OpenCity on large-scale, heterogeneous traffic datasets, we enable the model to learn rich, generalizable representations that can be seamlessly applied to a wide range of traffic forecasting scenarios. Experimental results demonstrate that OpenCity exhibits exceptional zero-shot predictive performance. Moreover, OpenCity showcases promising scaling laws, suggesting the potential for developing a truly one-for-all traffic prediction solution that can adapt to new urban contexts with minimal overhead. We made our proposed OpenCity model open-source and it is available at the following link: https://github.com/HKUDS/OpenCity.
- Abstract(参考訳): 正確な交通予測は、効率的な都市計画と交通管理に不可欠であり、効率的な資源配分と旅行体験の向上を可能にする。
しかし、既存のモデルは一般化の限界に直面し、目に見えない地域や都市でゼロショットの予測に苦慮し、長期的な精度は低下した。
これは主に、交通データの空間的および時間的不均一性を扱う際の固有の課題と、時間と空間間の大きな分散シフトによるものである。
本研究では,交通予測のための汎用性,弾力性,適応性を備えた時空間基礎モデルを構築するための新たな可能性の開拓を目指す。
この目的を達成するために、我々はOpenCityという新しい基盤モデルを導入し、多様なデータ特性から基礎となる時空間パターンを効果的に捕捉し、正規化し、多様な都市環境におけるゼロショットの一般化を容易にする。
OpenCityはTransformerアーキテクチャとグラフニューラルネットワークを統合して、トラフィックデータの複雑な時空間依存性をモデル化する。
大規模で異種なトラフィックデータセット上でOpenCityを事前学習することにより、幅広いトラフィック予測シナリオにシームレスに適用可能な、リッチで一般化可能な表現を学習することができる。
実験の結果,OpenCityは異常なゼロショット予測性能を示した。
さらにOpenCityは、有望なスケーリング法則を示し、最小限のオーバーヘッドで新しい都市環境に適応可能な、真の1対1のトラフィック予測ソリューションを開発する可能性を示唆している。
提案したOpenCityモデルをオープンソースにしました。
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