論文の概要: Beyond Regularity: Modeling Chaotic Mobility Patterns for Next Location Prediction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.11713v1
- Date: Mon, 15 Sep 2025 09:10:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-16 17:26:23.210999
- Title: Beyond Regularity: Modeling Chaotic Mobility Patterns for Next Location Prediction
- Title(参考訳): 正規性を超えて: 次の位置予測のためのカオスモビリティパターンのモデリング
- Authors: Yuqian Wu, Yuhong Peng, Jiapeng Yu, Xiangyu Liu, Zeting Yan, Kang Lin, Weifeng Su, Bingqing Qu, Raymond Lee, Dingqi Yang,
- Abstract要約: 次のロケーション予測は、スマートシティリソースアロケーションやパーソナライズされたナビゲーションサービスといったアプリケーションに不可欠な、人間のモビリティ分析における重要なタスクである。
既存の手法では周期的な移動パターンとカオス的な移動パターンの動的不均衡に対処できず、軌道上の適応が不十分になる。
生物にインスパイアされたカオスニューラル・アテンション機構を導入し、従来の注意に適応的変動を注入し、進化する移動行動のバランスの取れた表現を可能にする。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 21.810140501429803
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Next location prediction is a key task in human mobility analysis, crucial for applications like smart city resource allocation and personalized navigation services. However, existing methods face two significant challenges: first, they fail to address the dynamic imbalance between periodic and chaotic mobile patterns, leading to inadequate adaptation over sparse trajectories; second, they underutilize contextual cues, such as temporal regularities in arrival times, which persist even in chaotic patterns and offer stronger predictability than spatial forecasts due to reduced search spaces. To tackle these challenges, we propose \textbf{\method}, a \underline{\textbf{C}}h\underline{\textbf{A}}otic \underline{\textbf{N}}eural \underline{\textbf{O}}scillator n\underline{\textbf{E}}twork for next location prediction, which introduces a biologically inspired Chaotic Neural Oscillatory Attention mechanism to inject adaptive variability into traditional attention, enabling balanced representation of evolving mobility behaviors, and employs a Tri-Pair Interaction Encoder along with a Cross Context Attentive Decoder to fuse multimodal ``who-when-where'' contexts in a joint framework for enhanced prediction performance. Extensive experiments on two real-world datasets demonstrate that CANOE consistently and significantly outperforms a sizeable collection of state-of-the-art baselines, yielding 3.17\%-13.11\% improvement over the best-performing baselines across different cases. In particular, CANOE can make robust predictions over mobility trajectories of different mobility chaotic levels. A series of ablation studies also supports our key design choices. Our code is available at: https://github.com/yuqian2003/CANOE.
- Abstract(参考訳): 次のロケーション予測は、スマートシティリソースアロケーションやパーソナライズされたナビゲーションサービスといったアプリケーションに不可欠な、人間のモビリティ分析における重要なタスクである。
しかし、既存の手法では、周期的な移動パターンとカオス的な移動パターンの動的不均衡に対処できず、スパース軌道に不適切な適応をもたらす。
これらの課題に対処するために、我々は、生物学的にインスパイアされたカオス的ニューラルオシレータ(Chaotic Neural Oscillatory Attention mechanism)を導入し、従来の注意に適応的可変性を注入し、進化する移動行動のバランスの取れた表現を可能にし、クロスコンテキストとTri-Pair Interaction Encoderを併用し、マルチモーダル '`who-where'コンテキストを融合して、パフォーマンスを向上するための共同フレームワークに融合する。
2つの実世界のデータセットに対する大規模な実験により、CANOEは、様々なケースで最高のパフォーマンスのベースラインよりも3.17\%-13.11\%改善され、連続的に、非常に大きな最先端のベースラインのコレクションより優れていることが示された。
特にCANOEは、異なるモビリティカオスレベルのモビリティ軌道に対して堅牢な予測を行うことができる。
一連のアブレーション研究は、私たちの重要な設計選択もサポートしています。
私たちのコードは、https://github.com/yuqian2003/CANOE.comで利用可能です。
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