Urban flow forecasting is a challenging task, given the inherent periodic characteristics of urban flow patterns. To capture the periodicity, existing urban flow prediction approaches are often designed with closeness, period, and trend components extracted from the urban flow sequence. However, these three components are often considered separately in the prediction model. These components have not been fully explored together and simultaneously incorporated in urban flow forecasting models. We introduce a novel urban flow forecasting architecture, TERMCast. A Transformer based long-term relation prediction module is explicitly designed to discover the periodicity and enable the three components to be jointly modeled This module predicts the periodic relation which is then used to yield the predicted urban flow tensor. To measure the consistency of the predicted periodic relation vector and the relation vector inferred from the predicted urban flow tensor, we propose a consistency module. A consistency loss is introduced in the training process to further improve the prediction performance. Through extensive experiments on three real-world datasets, we demonstrate that TERMCast outperforms multiple state-of-the-art methods. The effectiveness of each module in TERMCast has also been investigated.


翻译:城市流量预测是一项具有挑战性的任务,因为城市流量模式具有固有的周期性特征。为了捕捉周期性,现有的城市流量预测方法通常设计时使用从城市流量序列中提取的近距离、时间和趋势组成部分。然而,这三个组成部分往往在预测模型中分别考虑。这些组成部分没有得到充分的探讨,也没有同时纳入城市流量预测模型。我们引入了一个新的城市流量预测结构,即TerminCast。基于长期关系的变换器预测模块,其设计明确是为了发现周期性并使三个组成部分能够联合建模。本模块预测定期关系,然后用来产生预测的城市流量密度。为了衡量预测的定期关系矢量的一致性和从预测的城市流量趋势中推断出的关系矢量,我们提出了一个一致性模块。在培训过程中引入了一致性损失,以进一步改进预测性绩效。通过对三个真实世界数据集的广泛实验,我们证明Tricast系统将多重状态方法相形形形形形形形形色。Tricast中每个模块的有效性也得到了调查。

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