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Enregistrement W7054498874

Advancing Short-term Bus Passenger Flow Prediction with Graph Neural Network Models

2024· other· en· W7054498874 sur OpenAlexaboutno aff

Notice bibliographique

RevueSpectrum Research Repository (Concordia University) · 2024
Typeother
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueRadiation Detection and Scintillator Technologies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésLeverage (statistics)GraphPublic transportScalabilityArtificial neural networkTransfer of learningConvolutional neural networkDeep learning
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Predicting short-term passenger flow in urban bus networks is a crucial task for optimizing transit operations, reducing congestion, and enhancing transit commuter experience. This thesis introduces several innovative deep learning models aimed at addressing the unique challenges of bus networks, including temporal dynamics, spatial variability, and the impact of real-time traffic conditions. To model the complex relationships in transit networks, we leverage Graph Neural Networks (GNNs), which are particularly well-suited for capturing the non-Euclidean structure of bus networks. In the first model, a Bus Network Graph Convolutional Long Short-Term Memory (BNG-ConvLSTM) neural network is developed to forecast short-term passenger flow. This model outperforms traditional deep learning models in scalability and robustness, as validated by real-world data from the Laval bus network. Extending this, we introduce the Traffic-Aware Multistep Graph Neural Network (TMS-GNN), which integrates traffic conditions and addresses the issue of exposure bias in multistep forecasting by employing Scheduled Sampling. This model significantly improves accuracy in multistep prediction and better adapts to the realities of urban traffic patterns. To further capture the dynamic nature of public transportation, we propose Spatial-Temporal Attention Masked Graph Encoder-Decoder (STAM-GED), which integrates real-time bus schedules to model both node and edge changes in a network. This approach provides a more accurate representation of passenger flow, reflecting the real-time operational state of bus stops. Finally, we explore transfer learning as a solution to the challenge of data scarcity, a common issue in many cities. We develop a transfer learning framework for GNNs, which uses a novel reinforcement learning optimization-based graph partitioning method to adapt models trained on data-rich networks to cities with limited data. This framework enables the transfer of knowledge across diverse urban environments, ensuring scalability and generalizability without sacrificing predictive accuracy. Through comprehensive experiments on real-world data from multiple cities, including Ames-USA and Laval-Canada, our models demonstrate significant improvements in passenger flow prediction over existing methods. These contributions offer solutions for enhancing the reliability and efficiency of public transportation systems, paving the way for smarter, more sustainable urban mobility.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,032
Score d'incertitude au seuil0,063

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,017
Tête enseignante GPT0,243
Écart entre enseignants0,226 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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