Scalable Dynamic Mixture Model with Full Covariance for Probabilistic Traffic Forecasting
Notice bibliographique
Résumé
Deep-learning-based multivariate and multistep-ahead traffic forecasting models are typically trained with the mean squared error (MSE) or mean absolute error (MAE) as the loss function in a sequence-to-sequence setting, simply assuming that the errors follow an independent and isotropic Gaussian or Laplacian distributions. However, such assumptions are often unrealistic for real-world traffic forecasting tasks, where the probabilistic distribution of spatiotemporal forecasting is very complex with strong concurrent correlations across both sensors and forecasting horizons in a time-varying manner. In this paper, we model the time-varying distribution for the matrix-variate error process as a dynamic mixture of zero-mean Gaussian distributions. To achieve efficiency, flexibility, and scalability, we parameterize each mixture component using a matrix normal distribution and allow the mixture weight to change and be predictable over time. The proposed method can be seamlessly integrated into existing deep-learning frameworks with only a few additional parameters to be learned. We evaluate the performance of the proposed method on a traffic speed forecasting task and find that our method not only improves model performance but also provides interpretable spatiotemporal correlation structures. History: This paper has been accepted for the Transportation Science Special Issue on Machine Learning Methods for Urban Passenger Mobility. Funding: This work was supported by Institut de Valorisation des Données (IVADO) through its Fundamental Research Funding Program.
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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 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| 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 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 ».