論文の概要: A Road-Conditioned Traffic Movie Prediction Network with Spatiotemporal and Structure-Consistent Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.27884v1
- Date: Wed, 27 May 2026 03:07:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-28 17:38:55.703011
- Title: A Road-Conditioned Traffic Movie Prediction Network with Spatiotemporal and Structure-Consistent Learning
- Title(参考訳): 時空間的, 構造的整合性学習を用いた道路交通映像予測ネットワーク
- Authors: Joshua Kofi Asamoah, Blessing Agyei Kyem, Armstrong Aboah,
- Abstract要約: 既存の交通映像予測手法ではフレームレベルの精度が向上しているが,画像再構成を中心に予測処理を行っているものも多い。
本研究では,交通映画予測をトポロジ誘導による将来状態生成として再構成する道路時空間ネットワークRCSNetを提案する。
RCSNetは、静的道路地図モデルから道路認識表現を抽出し、方向の交通特徴を局所構造と整列させ、時間的整合性を改善するために将来の交通地図を生成する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 7.461918364557348
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: City-wide traffic forecasting is important for congestion management, route guidance, and intelligent transportation systems, but accurate prediction remains challenging when future traffic must be generated as spatial maps over an entire urban network. Existing traffic movie prediction methods have improved frame-level accuracy, yet many still treat forecasting mainly as image reconstruction. This can produce traffic maps that are numerically close to the ground truth but weakly constrained by road layout, connectivity, travel direction, and congestion propagation, especially in cross-city settings where both traffic behavior and road structure change. To address this limitation, this study proposes RCSNet, a road-conditioned spatiotemporal network that reformulates traffic movie prediction as topology-guided future-state generation. RCSNet extracts road-aware representations from static road maps, models multi-horizon traffic dynamics from historical observations, aligns directional traffic features with local road structure, and progressively generates future traffic maps for improved temporal consistency. A structure-consistent learning objective further encourages predictions to remain accurate, road-aligned, and spatially stable. Experiments across multiple cities show that RCSNet improves both forecasting accuracy and structural consistency. In same-city forecasting on Berlin, Antwerp, and Moscow, RCSNet reduces average MAE, MSE, and RMSE by 11.5%, 10.0%, and 5.1%, respectively, compared with the closest baseline. In cross-city testing on unseen Chicago and Bangkok, it reduces RMSE by 10.6% and 10.5% without target-city fine-tuning. Additional horizon-wise, road-structure, explainability, statistical, and efficiency analyses show that RCSNet produces more accurate, transferable, road-aligned, and computationally efficient traffic forecasts.
- Abstract(参考訳): 都市全体の交通予測は、渋滞管理、経路案内、インテリジェント交通システムにおいて重要であるが、都市全体の空間地図として将来の交通を創出する必要がある場合、正確な予測は依然として困難である。
既存の交通映像予測手法ではフレームレベルの精度が向上したが,画像再構成を中心に予測処理が進められている。
これは、特に交通行動と道路構造の両方が変化する都市横断環境において、地上の真実に数値的に近いが、道路レイアウト、接続性、走行方向、渋滞伝播によって弱く制約される交通地図を生成することができる。
この制限に対処するため,道路条件付き時空間ネットワークであるRCSNetを提案する。
RCSNetは、静的道路地図から道路認識表現を抽出し、歴史的観測からマルチ水平交通動態をモデル化し、方向交通特徴を局所道路構造と整合させ、時間的整合性を改善するために、将来的な交通地図を生成する。
構造整合学習の目的は、予測が正確で、道順で、空間的に安定していることをさらに奨励する。
複数の都市での実験では、RCSNetは予測精度と構造的一貫性の両方を改善している。
ベルリン、アントワープ、モスクワの同市の予測では、RCSNetは平均MAE、MSE、RMSEを最寄りのベースラインに比べて11.5%、10.0%、および5.1%削減している。
シカゴとバンコクの都市横断試験では、RMSEを目標都市微調整なしで10.6%、そして10.5%削減する。
さらなる地平線、道路構造、説明可能性、統計、効率分析により、RCSNetはより正確で、転送可能で、道路に沿っており、計算的に効率的な交通予測を生成することが示されている。
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