論文の概要: Feasible and Novel Synthetic Population Generation with Tabular and Sequential Travel Attributes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.15867v1
- Date: Sun, 16 Aug 2026 17:27:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-18 19:59:03.454839
- Title: Feasible and Novel Synthetic Population Generation with Tabular and Sequential Travel Attributes
- Title(参考訳): 接尾辞と逐次帰路属性を用いた合成人口生成の可能性と新展開
- Abstract要約: 小さなサンプルは、サンプリングゼロとして知られる有効な属性の組み合わせを見逃し、生成モデルは、不可能な構造ゼロも生成する。
本稿では,これらの課題に対処するための正規化2段階生成フレームワークを提案する。
正規化は2.1ポイントから3.7ポイント、新規性は6.6ポイントから10.0ポイントに向上する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 4.73459038844245
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Synthetic populations are critical inputs for activity-based travel demand models, yet generating realistic populations from limited survey data remains challenging. Small samples miss valid attribute combinations, known as sampling zeros, and generative models may also produce infeasible structural zeros. Moreover, realistic synthetic populations must capture both static socio-demographic attributes and sequential travel behaviour, such as trip chains. This paper proposes a regularized two-stage generative framework to address these challenges, where regularization refers to additional loss terms that guide the generator toward broader valid coverage and fewer infeasible samples. In Stage 1, a Wasserstein GAN with gradient penalty is augmented with three regularization terms, IGP, LDR, and CLAP, to improve feasibility, diversity, and novelty in tabular population synthesis. In Stage 2, Transformer and LSTM-Attention models generate sequential travel attributes, including departure time, trip purpose, and travel mode, conditioned on the synthesized tabular profiles. We also introduce novelty and count-aware metrics to evaluate whether valid unseen combinations are recovered and generated in realistic proportions. Results show that regularized models outperform the vanilla WGAN-GP across feasibility, diversity, and novelty. Regularization increases feasibility by 2.1 to 3.7 percentage points and novelty by 6.6 to 10.0 percentage points, improving sampling-zero recovery without sacrificing feasibility. The F1 score improves by 6.3 to 8.6 percentage points. For sequential attributes, LSTM-Attention best matches the trip-length distribution, while Transformer achieves higher overall sequential F1, 90.6\% versus 89.1\%. Cross-stage validation confirms strong consistency between generated mobility status and generated trip chains.
- Abstract(参考訳): 合成人口は、活動に基づく旅行需要モデルにとって重要な入力であるが、限られた調査データから現実的な人口を生成することは依然として困難である。
小さなサンプルは、サンプリングゼロとして知られる有効な属性の組み合わせを見逃し、生成モデルは、不可能な構造ゼロも生成する。
さらに、現実的な合成人口は、静的な社会デミノグラフィー特性と、旅行連鎖のような連続的な旅行行動の両方を捉えなければならない。
本稿では,これらの課題に対処する正規化2段階生成フレームワークを提案する。
ステージ1では、勾配のペナルティを持つワッサースタインGANが3つの正規化項(IGP、LDR、CLAP)で増強され、表層集団合成における実現可能性、多様性、新規性を改善する。
ステージ2では、TransformerとLSTM-Attentionモデルは、合成表プロファイルに条件付きで出発時間、旅行目的、旅行モードを含む逐次的な旅行属性を生成する。
また,本研究では,有効不明瞭な組み合わせが現実的な割合で回収され,生成されるかどうかを評価するために,新規性とカウントアウェアの指標も導入する。
その結果, 正規化モデルは, 実現可能性, 多様性, 新規性においてバニラWGAN-GPより優れていた。
正規化によって実現可能性は2.1から3.7ポイント向上し、新規性は6.6から10.0ポイント向上する。
F1スコアは6.3から8.6ポイント改善される。
シーケンシャル属性の場合、LSTM-Attention はトリップ長分布に最もよく適合し、Transformer は全体のシーケンシャル F1, 90.6\% 対 89.1\% を達成する。
クロスステージ検証は、生成されたモビリティステータスと生成されたトリップチェーンの強い一貫性を確認する。
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