17 天前

HAGCN:基于网络去中心化注意力的异构感知时空图卷积网络用于交通信号预测

JunKyu Jang, Sung-Hyuk Park
HAGCN:基于网络去中心化注意力的异构感知时空图卷积网络用于交通信号预测
摘要

利用图卷积网络(Graph Convolution Networks, GCNs)构建时空网络,已成为预测交通信号的最主流方法之一。然而,在采用GCN进行交通速度预测时,传统方法通常假设传感器之间的关系构成一个同质图,并基于传感器积累的数据学习邻接矩阵。然而,传感器间的空间相关性并非单一固定,而是可从多种视角进行差异化定义。为此,本文旨在研究交通信号数据中固有的异质性特征,以多种方式挖掘传感器之间的隐含关系。具体而言,我们提出一种方法,将传感器间的空间关系划分为静态与动态两个模块,分别构建异质图。在此基础上,提出一种基于网络解耦注意力机制的异质感知图卷积网络(Heterogeneity-Aware Graph Convolution Network, HAGCN),该方法在聚合邻接节点隐状态时,充分考虑异质图中各通道的重要性。在真实交通数据集上的实验结果表明,所提方法有效提升了预测性能,相较于现有模型实现了6.35%的性能提升,达到了当前最先进的预测水平。