Graph Convolutional Adversarial Networks for Spatiotemporal Anomaly Detection

鉴别器 异常检测 计算机科学 发电机(电路理论) 杠杆(统计) 数据挖掘 图形 人工智能 对抗制 探测器 实时计算 机器学习 理论计算机科学 物理 功率(物理) 电信 量子力学
作者
Leyan Deng,Defu Lian,Zhenya Huang,Enhong Chen
出处
期刊:IEEE transactions on neural networks and learning systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:33 (6): 2416-2428 被引量:65
标识
DOI:10.1109/tnnls.2021.3136171
摘要

Traffic anomalies, such as traffic accidents and unexpected crowd gathering, may endanger public safety if not handled timely. Detecting traffic anomalies in their early stage can benefit citizens' quality of life and city planning. However, traffic anomaly detection faces two main challenges. First, it is challenging to model traffic dynamics due to the complex spatiotemporal characteristics of traffic data. Second, the criteria of traffic anomalies may vary with locations and times. In this article, we propose a spatiotemporal graph convolutional adversarial network (STGAN) to address these above challenges. More specifically, we devise a spatiotemporal generator to predict the normal traffic dynamics and a spatiotemporal discriminator to determine whether an input sequence is real or not. There are high correlations between neighboring data points in the spatial and temporal dimensions. Therefore, we propose a recent module and leverage graph convolutional gated recurrent unit (GCGRU) to help the generator and discriminator learn the spatiotemporal features of traffic dynamics and traffic anomalies, respectively. After adversarial training, the generator and discriminator can be used as detectors independently, where the generator models the normal traffic dynamics patterns and the discriminator provides detection criteria varying with spatiotemporal features. We then design a novel anomaly score combining the abilities of two detectors, which considers the misleading of unpredictable traffic dynamics to the discriminator. We evaluate our method on two real-world datasets from New York City and California. The experimental results show that the proposed method detects various traffic anomalies effectively and outperforms the state-of-the-art methods. Furthermore, the devised anomaly score achieves more robust detection performances than the general score.

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
hantuo发布了新的文献求助10
1秒前
落寞剑成完成签到 ,获得积分10
2秒前
研友_yLpYkn完成签到,获得积分10
3秒前
愉快的丹彤完成签到 ,获得积分10
4秒前
荔枝励志完成签到 ,获得积分10
4秒前
huangqian完成签到,获得积分10
4秒前
Zhao完成签到,获得积分10
6秒前
hantuo完成签到,获得积分10
7秒前
明亮谷波完成签到,获得积分10
8秒前
小背包完成签到 ,获得积分10
12秒前
哥哥发布了新的文献求助10
14秒前
HCLonely完成签到,获得积分0
14秒前
15秒前
16秒前
安嫔完成签到 ,获得积分10
20秒前
自然1111发布了新的文献求助10
20秒前
rougui发布了新的文献求助10
26秒前
我爱小葫芦完成签到,获得积分20
28秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
29秒前
yuntong完成签到 ,获得积分10
29秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
36秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
rougui完成签到,获得积分20
39秒前
43秒前
神奇的种子完成签到 ,获得积分10
44秒前
Liang完成签到,获得积分10
44秒前
Chloe完成签到,获得积分10
45秒前
圆红完成签到 ,获得积分10
45秒前
jh完成签到 ,获得积分10
47秒前
xinran发布了新的文献求助10
47秒前
53秒前
章诚完成签到,获得积分10
57秒前
好好好完成签到 ,获得积分10
1分钟前
沉默念瑶完成签到 ,获得积分10
1分钟前
崔先生完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
xinran完成签到,获得积分10
1分钟前
圈地自萌X完成签到 ,获得积分10
1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
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 5603493
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4688514
关于积分的说明 14853908
捐赠科研通 4692667
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2540759
邀请新用户注册赠送积分活动 1507041
关于科研通互助平台的介绍 1471763