Physics Guided Deep Learning-based Model for Short-term Origin-Destination Demand Prediction in Urban Rail Transit Systems Under Pandemic

大流行 期限(时间) 过境(卫星) 城市轨道交通 轨道交通 2019年冠状病毒病(COVID-19) 运输工程 计算机科学 工程类 公共交通 物理 医学 疾病 病理 量子力学 传染病(医学专业)
作者
Jinlei Zhang,Jinlei Zhang,Lixing Yang,Feng Chen,Shukai Li,Zi-You Gao
出处
期刊:Engineering [Elsevier]
标识
DOI:10.1016/j.eng.2024.04.020
摘要

Accurate origin–destination (OD) demand prediction is crucial for the efficient operation and management of urban rail transit (URT) systems, particularly during a pandemic. However, this task faces several limitations, including real-time availability, sparsity, and high-dimensionality issues, and the impact of the pandemic. Consequently, this study proposes a unified framework called the physics-guided adaptive graph spatial–temporal attention network (PAG-STAN) for metro OD demand prediction under pandemic conditions. Specifically, PAG-STAN introduces a real-time OD estimation module to estimate real-time complete OD demand matrices. Subsequently, a novel dynamic OD demand matrix compression module is proposed to generate dense real-time OD demand matrices. Thereafter, PAG-STAN leverages various heterogeneous data to learn the evolutionary trend of future OD ridership during the pandemic. Finally, a masked physics-guided loss function (MPG-loss function) incorporates the physical quantity information between the OD demand and inbound flow into the loss function to enhance model interpretability. PAG-STAN demonstrated favorable performance on two real-world metro OD demand datasets under the pandemic and conventional scenarios, highlighting its robustness and sensitivity for metro OD demand prediction. A series of ablation studies were conducted to verify the indispensability of each module in PAG-STAN.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
顺心如风发布了新的文献求助30
刚刚
科研通AI2S应助科研搬运工采纳,获得10
1秒前
李爱国应助Hilda007采纳,获得10
1秒前
小罗在无锡完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
GHX完成签到 ,获得积分10
3秒前
PKL完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
空白发布了新的文献求助10
4秒前
8秒前
空白完成签到,获得积分10
8秒前
zhlh完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
英姑应助无糖零脂采纳,获得10
10秒前
无心的苡完成签到,获得积分10
11秒前
清脆映真发布了新的文献求助10
12秒前
水123发布了新的文献求助10
12秒前
heniancheng完成签到 ,获得积分10
12秒前
netus完成签到,获得积分10
13秒前
xingcheng完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
15秒前
15秒前
16秒前
汪汪汪完成签到,获得积分10
17秒前
明亮的绫完成签到 ,获得积分10
18秒前
不过尔尔完成签到 ,获得积分10
18秒前
Li完成签到,获得积分10
19秒前
Hilda007发布了新的文献求助10
20秒前
pluto应助斯文的芹菜采纳,获得150
20秒前
林夕完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
22秒前
yybo完成签到,获得积分10
22秒前
zzz发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
xzz完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
拼搏的寒珊完成签到,获得积分10
24秒前
慕青应助香蕉雅山采纳,获得10
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Peptide Synthesis_Methods and Protocols 400
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5603942
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4688789
关于积分的说明 14856201
捐赠科研通 4695596
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2541056
邀请新用户注册赠送积分活动 1507200
关于科研通互助平台的介绍 1471832