Forecasting Urban Traffic States with Sparse Data Using Hankel Temporal Matrix Factorization
Notice bibliographique
Résumé
Forecasting urban traffic states is crucial to transportation network monitoring and management, playing an important role in the decision-making process. Despite the substantial progress that has been made in developing accurate, efficient, and reliable algorithms for traffic forecasting, most existing approaches fail to handle sparsity, high-dimensionality, and nonstationarity in traffic time series and seldom consider the temporal dependence between traffic states. To address these issues, this work presents a Hankel temporal matrix factorization (HTMF) model using the Hankel matrix in the lower dimensional spaces under a matrix factorization framework. In particular, we consider an alternating minimization scheme to optimize the factor matrices in matrix factorization and the Hankel matrix in the lower dimensional spaces simultaneously. To perform traffic state forecasting, we introduce two efficient estimation processes on real-time incremental data, including an online imputation (i.e., reconstruct missing values) and an online forecasting (i.e., estimate future data points). Through extensive experiments on the real-world Uber movement speed data set in Seattle, Washington, we empirically demonstrate the superior forecasting performance of HTMF over several baseline models and highlight the advantages of HTMF for addressing sparsity, nonstationarity, and short time series. History: Accepted by Ram Ramesh, Area Editor for Data Science & Machine Learning. Funding: This research was supported by the Institute for Data Valorisation, the Interuniversity Research Centre on Enterprise Networks, Logistics and Transportation, the National Natural Science Foundation of China [Grants 12371456, 72101049, 72232001], the Sichuan Science and Technology Program [Grant 2024NSFJQ0038], and the Fundamental Research Funds for the Central Universities [Grant DUT23RC(3)045].
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».