Forecasting the short-term ridership among origin-destination pairs (OD matrix) of a metro system is crucial in real-time metro operation. However, this problem is notoriously difficult due to the high-dimensional, sparse, noisy, and skewed nature of OD matrices. This paper proposes a High-order Weighted Dynamic Mode Decomposition (HW-DMD) model for short-term metro OD matrices forecasting. DMD uses Singular Value Decomposition (SVD) to extract low-rank approximation from OD data, and a low-rank high-order vector autoregression model is established for forecasting. To address a practical issue that metro OD matrices cannot be observed in real-time, we use the boarding demand to replace the unavailable OD matrices. Particularly, we consider the time-evolving feature of metro systems and improve the forecast by exponentially reducing the weights for old data. Moreover, we develop a tailored online update algorithm for HW-DMD to update the model coefficients daily without storing historical data or retraining. Experiments on data from a large-scale metro system show the proposed HW-DMD is robust to the noisy and sparse data and significantly outperforms baseline models in forecasting both OD matrices and boarding flow. The online update algorithm also shows consistent accuracy over a long time when maintaining an HW-DMD model at low costs.


翻译:在实时地铁操作中,对地铁系统的原产地目的地对配对(OD矩阵)的短期搭乘进行预测至关重要。然而,由于OD矩阵的高度、稀少、吵闹和偏斜性质,这一问题臭名昭著地难以解决。本文建议采用高阶加权动态模式分解模型(HW-DMD)进行短期地铁OD矩阵预测。DMD使用Snualvalue Decomposition(SVD)从OD数据中提取低档次近似,并建立一个低档高档矢量自动回归模型进行预报。为了解决一个无法实时观测地铁矢量矩阵的实际问题,我们使用登机需求来取代无法获得的OD矩阵。特别是,我们考虑地铁系统的时间动态动态动态模式,通过大幅降低旧数据重量来改进预测。此外,我们为HW-DMD开发了定制的在线更新算法,以便每天更新模型,而不储存历史数据或再培训。从大规模地基流数据到不断的Mirmal-Mexal IMF数据库,在大规模的模型中,对数据进行试验。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!700+ppt《因果推理》课程!杜克大学Fan Li教程
专知会员服务
69+阅读 · 2022年7月11日
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28日
神经常微分方程教程,50页ppt,A brief tutorial on Neural ODEs
专知会员服务
72+阅读 · 2020年8月2日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
176+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15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 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8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 · 2014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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
13+阅读 · 2021年5月25日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15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 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
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 · 2014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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员