論文の概要: ArrivalNet: Predicting City-wide Bus/Tram Arrival Time with Two-dimensional Temporal Variation Modeling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.14742v3
• Date: Sun, 08 Dec 2024 12:24:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-10 14:48:18.316163
• Title: ArrivalNet: Predicting City-wide Bus/Tram Arrival Time with Two-dimensional Temporal Variation Modeling
• Title（参考訳）: ArrivalNet:2次元時間変動モデルによる都市全域バス・軌道時間予測
• Authors: Zirui Li, Patrick Wolf, Meng Wang,
• Abstract要約: バスと路面電車のための2次元時間変動に基づく多段階ATPであるtextitArrivalNetを提案する。 1次元の時間列を周期内および周期間変分に分解し、2次元テンソルに再キャストする。 異なる周波数で変換された2Dブロックは、コンピュータビジョンのバックボーンで効果的な学習を可能にする画像のような特徴表現を持つ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.788986436621364
• License:
• Abstract: Accurate arrival time prediction (ATP) of buses and trams plays a crucial role in public transport operations. Current methods focused on modeling one-dimensional temporal information but overlooked the latent periodic information within time series. Moreover, most studies developed algorithms for ATP based on a single or a few routes of public transport, which reduces the transferability of the prediction models and their applicability in public transport management systems. To this end, this paper proposes \textit{ArrivalNet}, a two-dimensional temporal variation-based multi-step ATP for buses and trams. It decomposes the one-dimensional temporal sequence into intra-periodic and inter-periodic variations, which can be recast into two-dimensional tensors (2D blocks). Each row of a tensor contains the time points within a period, and each column involves the time points at the same intra-periodic index across various periods. The transformed 2D blocks in different frequencies have an image-like feature representation that enables effective learning with computer vision backbones (e.g., convolutional neural network). Drawing on the concept of residual neural network, the 2D block module is designed as a basic module for flexible aggregation. Meanwhile, contextual factors like workdays, peak hours, and intersections, are also utilized in the augmented feature representation to improve the performance of prediction. 125 days of public transport data from Dresden were collected for model training and validation. Experimental results show that the root mean square error, mean absolute error, and mean absolute percentage error of the proposed predictor decrease by at least 6.1\%, 14.7\%, and 34.2\% compared with state-of-the-art baseline methods.
• Abstract（参考訳）: バスや路面電車の正確な到着時刻予測(ATP)は公共交通機関の運用において重要な役割を担っている。 現在の手法は1次元の時間情報をモデル化することに重点を置いているが、時系列内の潜伏周期情報を見落としていた。 さらに、ほとんどの研究は、パブリックトランスポートの1本または数本の経路に基づいてATPのアルゴリズムを開発し、予測モデルの転送可能性と、パブリックトランスポート管理システムにおける適用性を低減する。 そこで本稿では,バスと路面電車のための2次元時間変動に基づく多段階ATPである「textit{ArrivalNet}」を提案する。 1次元時間列を周期内および周期間変分に分解し、2次元テンソル(2Dブロック)に再キャストすることができる。 テンソルの各行は周期内の時間点を含み、各列は様々な周期にわたって同じ周期内指数の時間点を含む。 異なる周波数で変換された2Dブロックは、コンピュータビジョンバックボーン(例えば畳み込みニューラルネットワーク)で効果的な学習を可能にする画像のような特徴表現を持つ。 残留ニューラルネットワークの概念に基づいて、2Dブロックモジュールはフレキシブルアグリゲーションのための基本モジュールとして設計されている。 一方、作業日、ピーク時間、交差点などの文脈要因も、拡張特徴表現で活用され、予測性能が向上する。 モデルトレーニングと検証のためにドレスデンから125日間の公共交通データを収集した。 実験結果から,提案した予測器の根平均二乗誤差,平均絶対誤差,平均絶対パーセンテージ誤差は,最先端のベースライン法と比較して少なくとも6.1\%,14.7\%,34.2\%減少することがわかった。

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