跳到主要内容
研究论文
开放式访问

通过在多个城市中嵌入POI转移城市人口流动性

出版:2021年1月3日 出版历史
  • 获取引文提醒
  • 摘要

    快速发展的位置获取技术为理解和预测城市中的人的流动性提供了一个强大的工具,这对城市规划、交通管制和应急管理具有重要意义。然而,根据现有的方法,仍然很难准确预测东京、上海和香港等大城市地区数百万人的流动性,尤其是当用于模型训练的收集数据往往仅限于总人口的一小部分时。显然,城市中的人类活动与兴趣点(point-of-interest,POI)信息密切相关,可以反映人类活动的语义。这促使我们将人类活动数据和城市POI数据进行融合,以提高有限训练数据的预测性能,但当前的融合技术很难处理这两种异构数据。因此,我们提出了一种独特的POI嵌入机制,该机制按类别聚合区域POI,为每个城市网格生成一个人工POI图像,并以类似于短视频的方式将每个轨迹片段丰富为四维张量。然后,我们设计了一个结合CNN和LSTM的深度学习架构,从丰富的轨迹中同时捕获时空和地理信息。此外,利用转移学习将流动性知识从一个城市转移到另一个城市,这样我们就可以充分利用其他城市的数据,在有限的数据可用的情况下为目标城市训练一个更强大的模型。最后,我们使用有限数量的轨迹作为训练数据,在全市范围内实现了令人满意的人口流动预测性能,并在五个不同类型和规模的城市地区进行了验证。

    工具书类

    [1]
    马丁·阿巴迪、阿什什·阿加瓦尔、保罗·巴勒姆、尤金·布雷维多、陈志峰、克雷格·雪铁罗、格雷格·科拉多、安迪·戴维斯、杰弗里·迪恩、马蒂厄·德文、桑杰·盖马瓦特、伊恩·古德费罗、安德鲁·哈普、杰弗里·欧文、迈克尔·伊萨德、杨庆嘉、拉法尔·约泽福维奇、卢卡斯·凯泽、曼朱纳特·库德勒、乔什·莱文伯格、丹·马内、拉贾特·蒙加、雪利·摩尔,德里克·默里(Derek Murray)、克里斯·奥拉(Chris Olah)、迈克·舒斯特(Mike Schuster)、乔纳森·施伦斯(Jonathon Shlens)、贝诺伊特·施泰纳(Benoit Steiner)、伊利亚·萨茨克弗(Ilya Sutskever)、库纳尔·塔尔瓦尔(Kunal Talwar)、保罗·塔克(Paul Tucker)、文森特·范霍克(Vincent Vanhoucke)、维杰伊·瓦苏。2015年,TensorFlow:异构系统上的大规模机器学习。检索自http://tensorflow.org。
    [2]
    亚历山大·阿拉希(Alexandre Alahi)、克拉塔斯·戈尔(Kratath Goel)、维格内什·拉马纳森(Vignesh Ramanathan)、亚历山大·罗比奎特(Alexander Robicquet)、李飞飞(Li Fei-Fei)和西尔维奥·萨瓦雷斯(Silv。2016年,社会LSTM:拥挤空间中的人类轨迹预测。IEEE计算机视觉和模式识别会议论文集。961--971.
    [3]
    Jie Bao、Yu Zheng、David Wilkie和Mohamed Mokbel。2015年。基于位置的社交网络的建议:一项调查。GeoInformatica 19,3(2015),525--565。
    [4]
    巴勃罗·塞缪尔·卡斯特罗(Pablo Samuel Castro)、张大庆(Daqing Zhang)和李世建(Shijian Li),2012年。使用大规模出租车GPS轨迹进行城市交通建模和预测。在普适计算领域。施普林格,57-72。
    [5]
    陈伯韬、陈冯和钱震。2014年,社会媒体中的道路交通拥堵监测,采用链损马尔可夫随机场。IEEE数据挖掘国际会议论文集。IEEE,80-89。
    [6]
    Kyunghyun Cho、Bart Van Merriönboer、Dzmitry Bahdanau和Yoshua Bengio。2014.关于神经机器翻译的特性:编码器-解码器方法。检索自https://arXiv:1409.1259。
    [7]
    弗朗索瓦·乔莱特。2015年,卡拉斯。检索自https://github.com/fchollet/keras。
    [8]
    钟俊英(Junyoung Chung)、卡格拉·古尔切里(Caglar Gulcehre)、赵京贤(KyungHyun Cho)和约书亚·本吉奥(Yoshua Bengio)。2014.门控递归神经网络对序列建模的实证评估。检索自https://arXiv:1412.3555。
    [9]
    托马斯·科文和彼得·哈特。1967年.最近邻模式分类。IEEE传输。信息。理论13,1(1967),21-27。
    [10]
    丁大宗、张密、潘旭东、吴多才和蒲珍珠。2018.基于位置的社交网络实体的地理特征提取。在万维网上的万维网会议记录中。国际万维网会议指导委员会,833--842。
    [11]
    Jeffrey Donahue、Lisa Anne Hendricks、Sergio Guadarrama、Marcus Rohrbach、Subhashini Venugopalan、Kate Saenko和Trevor Darrell。2015.用于视觉识别和描述的长期循环卷积网络。IEEE计算机视觉和模式识别会议论文集。2625--2634.
    [12]
    Yuki Endo、Kyosuke Nishida、Hiroyuki Toda和Hiroshi Sawada。2017年。使用递归神经网络从部分轨迹预测目的地。《亚太知识发现和数据挖掘会议论文集》。斯普林格,160--172。
    [13]
    樊紫培、宋宣、岛崎良介和阿达奇。2015.CityMomentum:在全市范围内进行人群行为预测的在线方法。ACM国际普适计算联合会议论文集。美国医学会,559--569。
    [14]
    樊紫培、宋宣、岛崎良介、李涛和金田北田。2016年。城市耦合:连接城际人员流动。ACM国际普适计算联合会议论文集。718--728.
    [15]
    樊紫培、宋宣、夏田琪、姜仁和、柴崎良介和樱町。2018年,在线深度集成学习,用于预测全市人口流动性。ACM互动、移动、可穿戴和无所不在技术会议记录2,3(2018),1-21。
    [16]
    Jie Feng、Yong Li、Chao Zhang、Funing Sun、Fanchao Meng、Ang Guo和Depeng Jin。2018年,Deepmove:利用注意力重复网络预测人类活动能力。在万维网上的万维网会议记录中。国际万维网会议指导委员会,1459-1468。
    [17]
    何天福、包杰、李瑞元、阮思杰、李燕华、李松、何慧和于正。2020年。什么是新城市中的人的流动性:跨城市传递流动性知识。在网络会议记录中。1355--1365.
    [18]
    米歇尔·赫尔曼斯(Michiel Hermans)和本杰明·施劳温(Benjamin Schrauwen)。2013.训练和分析深层递归神经网络。神经信息处理系统进展。麻省理工学院出版社,190-198。
    [19]
    Minh X.Hoang、Yu Zheng和Ambuj K.Singh。2016年,基于大数据预测全市人群流量。ACM地理信息系统进展国际会议(SIGSPATIAL’16)进展。
    [20]
    Sepp Hochreiter和Jürgen Schmidhuber。1997.长短期记忆。神经计算。9, 8 (1997), 1735--1780.
    [21]
    黄文浩、宋国杰、洪海坤和谢昆清。2014.交通流预测的深度架构:具有多任务学习的深度信念网络。IEEE传输。智力。运输。系统。15, 5 (2014), 2191--2201.
    [22]
    西布伦·伊萨克曼、理查德·贝克尔、拉蒙·卡塞雷斯、玛格丽特·马托诺西、詹姆斯·罗兰、亚历山大·瓦沙夫斯基和沃尔特·威林格。2012年,大都市规模的人口流动模型。第十届移动系统、应用和服务国际会议论文集。美国医学会,239--252。
    [23]
    Jeung Hoyoung、Liu Qing、Shen Heng Tao和Zhou Xiaofang。2008年。移动物体的混合预测模型。IEEE第24届国际数据工程会议(ICDE'08)会议记录。伊利,70-79岁。
    [24]
    姜仁和、宋璇、范紫培、夏田琦、陈全军、陈琦和柴崎良。2018年,基于ROI的城市人口流动预测深度建模。ACM互动、移动、可穿戴和普及技术会议记录2,1(2018),1-29。
    [25]
    蒋仁和、宋宣松、范子培、夏天琦、陈全军、宫泽聪和柴崎龙助。2018年,Deepurbanmomotion:用于短期城市流动性预测的在线深度学习系统。第32届AAAI人工智能会议论文集。
    [26]
    小野达也、丸山三宫、筑波町和岛坂正美。2016.CityProphet:使用交通应用程序日志进行城市不规则预测。ACM国际普适计算联合会议论文集。美国医学会,752--757。
    [27]
    Yann LeCun、Leon Bottou、Yoshua Bengio和Patrick Haffner。1998年,基于梯度的学习应用于文档识别。程序。IEEE 86,11(1998),2278--2324。
    [28]
    李振辉、丁伯林、韩嘉伟、罗兰·凯斯和彼得·奈。2010.挖掘移动对象的周期性行为。第16届ACM SIGKDD知识发现和数据挖掘国际会议论文集。最高法院,1099-1108。
    [29]
    连德福、葛勇、张福正、尼古拉斯·靖远、谢兴、陶舟和雍锐。2018.位置推荐的可扩展内容软件协同过滤。IEEE传输。知识。数据工程30,6(2018),1122--1135。
    [30]
    连德福、谢兴、郑文森特、尼古拉斯·靖远、张福正和陈恩红。2015年,CEPR:用于位置预测的合作探索和定期返回模型。ACM事务处理。智力。系统。Technol公司。6, 1 (2015), 8.
    [31]
    连德福、郑凯、葛勇、曹隆兵、陈恩红、谢兴。2018年。通过联合地理建模和矩阵分解,GeoMF++可扩展位置建议。ACM事务处理。信息。系统。36, 3 (2018), 1--29.
    [32]
    安迪·刘和马修·维纳。2002.randomForest分类和回归。R新闻2,3(2002),18-22。
    [33]
    刘斌、傅燕杰、姚子军和熊慧。2013.学习兴趣点推荐的地理偏好。第19届ACM SIGKDD知识发现和数据挖掘国际会议论文集。美国医学会,1043--1051。
    [34]
    刘强、吴淑、王亮和谭铁牛。2016.预测下一个位置:具有空间和时间背景的循环模型。在第30届AAAI人工智能会议的会议记录中。
    [35]
    吕一胜、段燕杰、康文文、李正熙和王飞跃。2015年,大数据交通流量预测:深度学习方法。IEEE传输。智力。运输。系统。16, 2 (2015), 865--873.
    [36]
    马晓蕾、陶志敏、王银海、余海洋和王云鹏。2015.使用远程微波传感器数据预测交通速度的长短记忆神经网络。运输。决议第C部分:应急技术。54 (2015), 187--197.
    [37]
    马晓蕾、于海阳、王云鹏和王银海。2015年,使用深度学习理论进行大规模交通网络拥堵演变预测。《公共科学图书馆·综合》10,3(2015),e0119044。
    [38]
    安娜·蒙雷尔、法比奥·皮内利、罗伯托·特拉萨蒂和福斯卡·吉安诺蒂。2009.下一步:轨迹模式挖掘的位置预测。第15届ACM SIGKDD知识发现和数据挖掘国际会议论文集。美国医学会,637--646。
    [39]
    阿纳斯塔西奥斯·努拉斯(Anastasios Noulas)、萨尔瓦托·斯卡利亚托(Salvatore Scellato)、尼尔·拉提亚(Neal Lathia)和塞西莉亚·马斯科洛(Cecilia Mascolo)。2012.挖掘用户移动特征,用于基于位置的服务中的下一个位置预测。IEEE第12届数据挖掘国际会议(ICDM’12)论文集。IEEE,1038--1043。
    [40]
    潘嘉麟和杨强。2010年,关于迁移学习的调查。IEEE传输。知识。《数据工程》22,10(2010),1345--1359。
    [41]
    J.罗斯·昆兰(J.Ross Quinlan)。1987.简化决策树。国际曼马赫杂志。研究27,3(1987),221--234。
    [42]
    萨钦·拉维和雨果·拉罗谢尔。2017年,优化是少快攻学习的典范。第五届国际学习代表大会(ICLR’17)会议记录
    [43]
    萨尔瓦托·斯卡利亚托、米尔科·穆索莱斯、塞西莉亚·马斯科洛、维托·拉托拉和安德鲁·坎贝尔。2011.Nextplace:普适系统的时空预测框架。《普及计算国际会议论文集》。施普林格,152-169。
    [44]
    岛坂正明、前田敬介、筑地武士和筑波町。2015年,通过双线性泊松回归,利用流动日志预测城市动态。ACM国际普适计算联合会议论文集。美国医学会,535--546。
    [45]
    Richard Socher、John Bauer、Christopher D.Manning等人。2013.使用合成向量语法进行解析。《计算语言学协会第51届年会论文集》(第1卷:长篇论文),第1卷。455--465.
    [46]
    Richard Socher、Alex Perelygin、Jean Wu、Jason Chung、Christopher D.Manning、Andrew Ng和Christopher Potts。2013.情感树库语义合成的递归深度模型。在自然语言处理经验方法会议记录中。1631--1642.
    [47]
    宋宣、张全石、石本吉藏、岛崎良介、袁敬源和谢兴。2015年,灾难后人类紧急流动模拟器:来自大灾难数据的知识转移。第29届AAAI人工智能会议论文集。
    [48]
    王英子、尼古拉斯·靖远、连德福、徐林丽、谢兴、陈恩红、容瑞。2015.规律性和一致性:使用异质流动性数据进行位置预测。第21届ACM SIGKDD知识发现和数据挖掘国际会议论文集。美国医学会,1275-1284。
    [49]
    谢敏、尹洪志、王浩、徐凡江、陈伟通和王森。2016.学习基于图形的poi嵌入以实现基于位置的推荐。第25届ACM国际信息与知识管理会议论文集。美国医学会,15--24。
    [50]
    迪尧、张超、黄建辉和毕京平,2017。SERM:语义轨迹中下一位置预测的递归模型。在ACM信息和知识管理会议记录中。美国医学会,2411--2414。
    [51]
    姚华秀、吴飞、柯锦涛、唐先锋、贾益田、陆思宇、龚平华、叶洁平和李振辉。2018。用于出租车需求预测的深度多视角时空网络。第32届AAAI人工智能会议论文集。
    [52]
    靖远、余正、邢谢。2012.利用人类流动性和POI发现城市中不同功能的区域。第18届ACM SIGKDD知识发现和数据挖掘国际会议论文集。186--194.
    [53]
    Wei Zeng、Chi-Wing Fu、Stefan Müller Arisona、Simon Schubiger、Remo Burkhard和Kwan-Liu Ma.2017年。可视化人类流动性和兴趣点之间的关系。IEEE传输。智力。运输。系统。18, 8 (2017), 2271--2284.
    [54]
    张俊波、余政、齐德康。2017年,用于全市人群流量预测的深度时空残差网络。第31届AAAI人工智能大会论文集。
    [55]
    郑江川(Jiangchuan Zheng)和莱昂内尔(Lionel M.Ni),2012年。用于从人类移动数据中感知个人和集群行为模式的无监督框架。《ACM普及计算会议论文集》。美国医学会,153-162。
    [56]
    余政、李奇娅·卡普拉、乌里·沃尔夫森和海阳。2014.城市计算:概念、方法和应用。ACM事务处理。智力。系统。Technol公司。5, 3 (2014), 1--55.

    引用人

    查看全部
    • (2024)基于多源数据的城市轨道交通系统短期客流预测多阶段融合框架运输研究记录:运输研究委员会杂志10.1177/03611981231224740在线发布日期:2024年1月31日
    • (2024)数字孪生城市建模的时空数据融合技术地理空间信息科学10.1080/10095020.2024.2350175(1-24)在线发布日期:2024年5月17日
    • (2024)用于旅行目的推断的几何驱动神经主题模型地理信息学2007年10月10日/10707-023-00504-628:2(313-333)在线发布日期:2024年4月1日
    • 显示更多引用者

    建议

    评论

    信息和贡献者

    问询处

    发布于

    封面图片ACM/IMS数据科学汇刊
    ACM/IMS数据科学汇刊 第2卷第1期
    调查论文、城市计算与智慧城市专刊和定期论文
    2021年2月
    167页
    ISSN公司:2691-1922
    内政部:10.1145/3446658
    期刊目录
    允许制作本作品的全部或部分数字或硬拷贝供个人或课堂使用,但不收取任何费用,前提是复制品的制作或分发不是为了盈利或商业利益,并且复制品在首页注明本通知和完整引文。必须尊重ACM以外的其他人对本作品组成部分的版权。允许用信用证进行摘要。要以其他方式复制或重新发布,在服务器上发布或重新发布到列表,需要事先获得特定许可和/或付费。从请求权限[电子邮件保护]

    出版商

    计算机协会

    美国纽约州纽约市

    出版历史

    出版:2021年1月3日
    认可的:2020年8月1日
    修订过的:2020年6月1日
    收到:2019年6月1日
    在TDS中发布体积2,问题1

    权限

    请求对此文章的权限。

    检查更新

    作者标记

    1. 大数据
    2. 深度学习
    3. 人员流动性
    4. 迁移学习
    5. 城市计算

    限定符

    • 研究文章
    • 研究
    • 推荐

    资金来源

    • 日本科学促进会早期科学家补助金

    贡献者

    其他指标

    文献计量学和引文

    文献计量学

    文章指标

    • 下载次数(过去12个月)498
    • 下载次数(最近6周)54

    其他指标

    引文

    引用人

    查看全部
    • (2024)基于多源数据的城市轨道交通系统短期客流预测多阶段融合框架运输研究记录:运输研究委员会杂志10.1177/03611981231224740在线发布日期:2024年1月31日
    • (2024)数字孪生城市建模的时空数据融合技术地理空间信息科学10.1080/10095020.2024.2350175(1-24)在线发布日期:2024年5月17日
    • (2024)用于旅行目的推断的几何驱动神经主题模型地理信息学2007年10月10日/10707-023-00504-628:2(313-333)在线发布日期:2024年4月1日
    • (2023)基于时间嵌入编解码网络的细胞级轨迹预测第一届人类活动预测挑战国际研讨会会议记录10.1145/3615894.3628503(37-40)在线发布日期:2023年11月13日
    • (2023)用图重新审视移动性建模:下一个兴趣点推荐的图变换模型第31届ACM国际地理信息系统进展会议记录10.1145/3589132.3625644(1-10)在线发布日期:2023年11月13日
    • (2023)基于变分点过程的实用综合人体轨迹生成第29届ACM SIGKDD知识发现和数据挖掘会议记录10.1145/3580305.3599888(4561-4571)在线发布日期:2023年8月6日
    • (2023)GODDAG:通过领域对抗训练为新城市生成起点-终点流IEEE知识与数据工程汇刊10.1109/TKDE.2023.326840935:10(10048-10057)在线发布日期:2023年10月1日
    • (2023)公共交通可达性对城市发展的非线性影响——以山区城市为例城市2016年10月10日/j.cities.2023.104340138(104340)在线发布日期:2023年7月
    • (2023)STORM-GAN+:用于跨城市评估不同人群对新冠肺炎反应的时空元GAN知识和信息系统2007年10月17日/10115-023-01921-765:11(4759-4795)在线发布日期:2023年11月1日
    • (2023)预测周边城市的出行地点:基于跨城市旅行者的流动性知识转移框架用于高级应用程序的数据库系统10.1007/978-3-031-30637-2_22(334-350)在线发布日期:2023年4月17日
    • 显示更多引用者

    视图选项

    视图选项

    PDF格式

    以PDF文件查看或下载。

    PDF格式

    电子阅读器

    使用联机查看电子阅读器.

    电子阅读器

    HTML格式格式

    在中查看本文HTML格式格式。

    HTML格式

    获取访问权限

    登录选项

    完全访问权限

    媒体

    数字

    其他

    桌子

    分享

    分享

    共享此出版物链接

    在社交媒体上分享