Providing transport users and operators with accurate forecasts on travel times is challenging due to a highly stochastic traffic environment. Public transport users are particularly sensitive to unexpected waiting times, which negatively affect their perception on the system's reliability. In this paper we develop a robust model for real-time bus travel time prediction that depart from Gaussian assumptions by using Student-$t$ errors. The proposed approach uses spatiotemporal characteristics from the route and previous bus trips to model short-term effects, and date/time variables and Gaussian processes for long-run forecasts. The model allows for flexible modeling of mean, variance and kurtosis spaces. We propose algorithms for Bayesian inference and for computing probabilistic forecast distributions. Experiments are performed using data from high-frequency buses in Stockholm, Sweden. Results show that Student-$t$ models outperform Gaussian ones in terms of log-posterior predictive power to forecast bus delays at specific stops, which reveals the importance of accounting for predictive uncertainty in model selection. Estimated Student-$t$ regressions capture typical temporal variability between within-day hours and different weekdays. Strong spatiotemporal effects are detected for incoming buses from immediately previous stops, which is in line with many recently developed models. We finally show how Bayesian inference naturally allows for predictive uncertainty quantification, e.g. by returning the predictive probability that the delay of an incoming bus exceeds a given threshold.


翻译:由于交通环境高度混乱,向运输用户和运营商提供旅行时间的准确预测具有挑战性。公共交通用户对意外的等待时间特别敏感,这对其对系统可靠性的认知产生了负面影响。在本文件中,我们开发了一个与Gausian假设不同的实时公交旅行时间预测的强型模型,使用学生-美元错误,与Gausian假设不同。拟议方法使用路线和以往客车旅行的超时时性特征来模拟短期影响,并使用日期/时间变量和Gaussian流程来模拟长期预测。该模型允许对平均值、差异和库斯敏化空间进行灵活的建模模型模型。我们为Bayesaysian推断和计算预测概率分布提出了算法。实验使用瑞典斯德哥尔摩高频公交车的数据进行。结果显示,学生-美元模式在逻辑预测能力上优于预测特定站的公交车延误,这显示了在模型选择中对预测不确定性的重要性。估计学生-美元回归模型在日常时间和不同星期内典型的时间变异性模型中反映典型的典型时间变数。我们最后能够发现,从最近几小时和一周内进行回的预测。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
专知会员服务
31+阅读 · 2021年6月12日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11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
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
大数据 | 顶级SCI期刊专刊/国际会议信息7条
Call4Papers
10+阅读 · 2018年12月29日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
计算机 | CCF推荐会议信息10条
Call4Papers
5+阅读 · 2018年10月18日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5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
【推荐】Python机器学习生态圈(Scikit-Learn相关项目)
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年8月23日
【推荐】(Keras)LSTM多元时序预测教程
机器学习研究会
24+阅读 · 2017年8月14日
Active Inference for Stochastic Control
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月27日
VIP会员
相关资讯
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
大数据 | 顶级SCI期刊专刊/国际会议信息7条
Call4Papers
10+阅读 · 2018年12月29日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
计算机 | CCF推荐会议信息10条
Call4Papers
5+阅读 · 2018年10月18日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5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
【推荐】Python机器学习生态圈(Scikit-Learn相关项目)
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年8月23日
【推荐】(Keras)LSTM多元时序预测教程
机器学习研究会
24+阅读 · 2017年8月14日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员