Many real-world ubiquitous applications, such as parking recommendations and air pollution monitoring, benefit significantly from accurate long-term spatio-temporal forecasting (LSTF). LSTF makes use of long-term dependency between spatial and temporal domains, contextual information, and inherent pattern in the data. Recent studies have revealed the potential of multi-graph neural networks (MGNNs) to improve prediction performance. However, existing MGNN methods cannot be directly applied to LSTF due to several issues: the low level of generality, insufficient use of contextual information, and the imbalanced graph fusion approach. To address these issues, we construct new graph models to represent the contextual information of each node and the long-term spatio-temporal data dependency structure. To fuse the information across multiple graphs, we propose a new dynamic multi-graph fusion module to characterize the correlations of nodes within a graph and the nodes across graphs via the spatial attention and graph attention mechanisms. Furthermore, we introduce a trainable weight tensor to indicate the importance of each node in different graphs. Extensive experiments on two large-scale datasets demonstrate that our proposed approaches significantly improve the performance of existing graph neural network models in LSTF prediction tasks.


翻译:许多现实世界无处不在的应用,例如停车建议和空气污染监测,都大大受益于准确的长期时空预报(LSTF)。LSTF利用了数据中空间和时间领域、背景信息和固有模式之间的长期依赖性,LSTF利用了数据中的时间空间和时间领域、背景信息和内在模式之间的长期依赖性。最近的研究揭示了多图形神经网络(MGNNs)在改善预测性能方面的潜力。然而,现有的MGNN方法不能直接适用于LSTF, 原因是几个问题:一般程度低、背景信息使用不足、以及图形融合方法不平衡。为了解决这些问题,我们建造了新的图形模型模型, 以代表每个节点的背景信息以及长期的时空数据依赖性结构。为了将信息整合到多个图中,我们提议了一个新的动态多图形融合模块, 以通过空间关注和图形关注机制来描述图中节点的相互关系。此外,我们引入了一种可训练的重度高度, 以显示不同图表中每个节点的重要性。关于两个大型数据网络模型的大规模实验,以显示我们现有的图像模型的运行情况。

0
下载
关闭预览

相关内容

因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
KDD2021 | 最新GNN官方教程
机器学习与推荐算法
2+阅读 · 2021年8月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
35+阅读 · 2021年1月27日
Arxiv
24+阅读 · 2018年10月24日
VIP会员
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
KDD2021 | 最新GNN官方教程
机器学习与推荐算法
2+阅读 · 2021年8月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员