清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

STDEN: Towards Physics-Guided Neural Networks for Traffic Flow Prediction

可解释性 深度学习 计算机科学 领域(数学) 流量(计算机网络) 人工神经网络 人工智能 过程(计算) 机器学习 边距(机器学习) 工业工程 工程类 数学 计算机安全 纯数学 操作系统
作者
Jiahao Ji,Jingyuan Wang,Zhe Jiang,Jiawei Jiang,Hu Zhang
出处
期刊:Proceedings of the ... AAAI Conference on Artificial Intelligence [Association for the Advancement of Artificial Intelligence]
卷期号:36 (4): 4048-4056 被引量:85
标识
DOI:10.1609/aaai.v36i4.20322
摘要

High-performance traffic flow prediction model designing, a core technology of Intelligent Transportation System, is a long-standing but still challenging task for industrial and academic communities. The lack of integration between physical principles and data-driven models is an important reason for limiting the development of this field. In the literature, physics-based methods can usually provide a clear interpretation of the dynamic process of traffic flow systems but are with limited accuracy, while data-driven methods, especially deep learning with black-box structures, can achieve improved performance but can not be fully trusted due to lack of a reasonable physical basis. To bridge the gap between purely data-driven and physics-driven approaches, we propose a physics-guided deep learning model named Spatio-Temporal Differential Equation Network (STDEN), which casts the physical mechanism of traffic flow dynamics into a deep neural network framework. Specifically, we assume the traffic flow on road networks is driven by a latent potential energy field (like water flows are driven by the gravity field), and model the spatio-temporal dynamic process of the potential energy field as a differential equation network. STDEN absorbs both the performance advantage of data-driven models and the interpretability of physics-based models, so is named a physics-guided prediction model. Experiments on three real-world traffic datasets in Beijing show that our model outperforms state-of-the-art baselines by a significant margin. A case study further verifies that STDEN can capture the mechanism of urban traffic and generate accurate predictions with physical meaning. The proposed framework of differential equation network modeling may also cast light on other similar applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
0000完成签到,获得积分10
4秒前
长孙烙完成签到 ,获得积分10
6秒前
乐乐应助12A采纳,获得30
9秒前
愛愛愛愛完成签到,获得积分10
9秒前
12A完成签到,获得积分10
26秒前
朴实沛山完成签到 ,获得积分10
27秒前
空儒完成签到 ,获得积分10
30秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
36秒前
蟑先生完成签到 ,获得积分10
39秒前
SY发布了新的文献求助10
41秒前
sheg完成签到,获得积分10
42秒前
47秒前
SciGPT应助很久很久采纳,获得10
51秒前
keke发布了新的文献求助10
53秒前
蓝梦诗音完成签到 ,获得积分10
54秒前
56秒前
ramsey33完成签到 ,获得积分10
56秒前
59秒前
LLRL发布了新的文献求助10
1分钟前
很久很久发布了新的文献求助10
1分钟前
qvb完成签到 ,获得积分10
1分钟前
青己完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Jessie完成签到,获得积分10
1分钟前
Jiro完成签到,获得积分0
1分钟前
晶aaaaa完成签到 ,获得积分10
1分钟前
卷心菜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
JJZ完成签到,获得积分10
1分钟前
往哪李跑完成签到,获得积分10
1分钟前
欢喜的早晨完成签到,获得积分0
1分钟前
TayBob完成签到,获得积分10
1分钟前
睡到十点半完成签到 ,获得积分10
2分钟前
whuhustwit完成签到,获得积分10
2分钟前
你好你好完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Serein完成签到,获得积分10
2分钟前
gucj完成签到 ,获得积分10
2分钟前
丝丢皮得完成签到 ,获得积分0
2分钟前
Alicia完成签到 ,获得积分10
2分钟前
keke发布了新的文献求助10
2分钟前
大脸猫完成签到 ,获得积分10
2分钟前
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
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Atlas of Aligner Treatment and Planning A Case-Based Approach 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
丝光沸石活性位点定向调控及其二甲醚羰基化性能研究 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7432439
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9034177
关于积分的说明 19245902
捐赠科研通 7058837
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3236604
关于科研通互助平台的介绍 2400215
邀请新用户注册赠送积分活动 2219806