5月13日~17日,計(jì)算機(jī)領(lǐng)域一大國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議——國(guó)際萬(wàn)維網(wǎng)大會(huì)(The International Conference of World Wide Web,簡(jiǎn)稱WWW會(huì)議)將在美國(guó)舊金山舉行。近日,大會(huì)論文收錄結(jié)果揭曉,云天勵(lì)飛AI技術(shù)部湯先鋒所著論文《Joint Modeling of Dense and Incomplete Trajectories for Citywide Traffic Volume Inference》入選。該文提出了基于少量GPS軌跡和不完整監(jiān)控軌跡來(lái)推斷城市道路交通流量的方法,助力智慧城市建設(shè)。
掌握城市道路的實(shí)時(shí)交通流量,有利于擁堵預(yù)測(cè)、車(chē)輛調(diào)度和道路規(guī)劃,因此對(duì)于智慧城市建設(shè)也具有重要意義。但是,交通流量的信息,往往只能通過(guò)傳感器和道路攝像頭來(lái)獲得,這就導(dǎo)致了數(shù)據(jù)的采集受到了監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋度的制約,即只有部分路段的交通流量信息是已知的。為此,上述論文提出,希望能基于已有的交通流量信息,通過(guò)對(duì)道路間車(chē)流量相似性進(jìn)行建模,以此來(lái)推斷整個(gè)城市所有道路的流量情況。
不過(guò),傳統(tǒng)的基于車(chē)輛軌跡構(gòu)建道路流量的相似性的方法,往往會(huì)受到軌跡本身的制約。例如,出于隱私保護(hù)的考慮,只有一部分公共交通的車(chē)輛會(huì)被允許收集GPS軌跡,這就導(dǎo)致了采集的軌跡本身存在偏差。此外,雖然可從城市監(jiān)控系統(tǒng)采集的圖像中通過(guò)識(shí)別車(chē)牌來(lái)恢復(fù)車(chē)輛軌跡,但這一方法也會(huì)受到監(jiān)控系統(tǒng)密度的制約。換言之,對(duì)于沒(méi)有監(jiān)控的路段,車(chē)輛的行駛過(guò)程也就不能被完整記錄和準(zhǔn)確掌握。
為了能充分利用上述兩種軌跡來(lái)進(jìn)行城市道路交通流量推斷,論文提出基于密集和不完整軌跡來(lái)推斷城市道路交通流量的方法。
首先,作者對(duì)來(lái)自監(jiān)控系統(tǒng)的不完整軌跡進(jìn)行概率分布的建模,創(chuàng)新地選擇使用高保真的交通模擬器(SUMO)來(lái)對(duì)未監(jiān)控路段的軌跡進(jìn)行推斷。據(jù)介紹,相比傳統(tǒng)方法,使用模擬器可以更好地考慮多種因素,包括城市道路的行駛規(guī)則,以及車(chē)輛之間交互帶來(lái)的影響。但是,單純使用模擬器默認(rèn)參數(shù)往往會(huì)有較大的模擬誤差。為此,作者設(shè)計(jì)了基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的調(diào)參算法,通過(guò)將參數(shù)調(diào)整看成Action,模擬器的狀態(tài)作為State,訓(xùn)練強(qiáng)化學(xué)習(xí)Agent來(lái)自動(dòng)選擇模擬器的最優(yōu)參數(shù)。
在得到軌跡分布之后,就可以此來(lái)構(gòu)造道路之間的相似性。根據(jù)研究,用不同類型的軌跡(完整的GPS軌跡和通過(guò)模擬得到的軌跡)來(lái)定義多視點(diǎn)圖像,可以更好地表達(dá)道路之間流量的相似性。為此,作者首先通過(guò)多視點(diǎn)圖像嵌入來(lái)學(xué)習(xí)每個(gè)路段在每個(gè)時(shí)間的表征向量,再使用向量?jī)?nèi)積計(jì)算道路之間流量的相似性。通過(guò)這些相似性,用半監(jiān)督的傳播算法來(lái)推斷未知的道路流量情況。
作者在某省會(huì)城市兩個(gè)區(qū)域使用論文中提出的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),推斷城市道路交通流量準(zhǔn)確度提升
據(jù)悉,國(guó)際萬(wàn)維網(wǎng)大會(huì)是由國(guó)際萬(wàn)維網(wǎng)會(huì)議委員會(huì)發(fā)起主辦的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議,創(chuàng)始于1994年,每年舉辦一屆,是中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(CCF)推薦的A類國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議。大會(huì)所收錄的論文幾乎覆蓋與Web相關(guān)的方方面面,而每個(gè)主題都有其所對(duì)應(yīng)的頂級(jí)國(guó)際會(huì)議。今年大會(huì)共收到1247篇論文投稿,有18%的論文被收錄。
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