估计到达时间（ETA）预测时间（也称为旅行时间估计）是针对各种智能运输应用程序（例如导航，路线规划和乘车服务）的基本任务。为了准确预测一条路线的旅行时间，必须考虑到上下文和预测因素，例如空间 - 周期性的互动，驾驶行为和交通拥堵传播的推断。先前在百度地图上部署的ETA预测模型已经解决了时空相互作用（constgat）和驾驶行为（SSML）的因素。在这项工作中，我们专注于建模交通拥堵传播模式以提高ETA性能。交通拥堵的传播模式建模具有挑战性，它需要考虑到随着时间的推移影响区域的影响区域，以及延迟变化随时间变化的累积影响，这是由于道路网络上的流量事件引起的。在本文中，我们提出了一个实用的工业级ETA预测框架，名为Dueta。具体而言，我们基于交通模式的相关性构建了一个对拥堵敏感的图，并开发了一种路线感知图形变压器，以直接学习路段的长距离相关性。该设计使Dueta能够捕获空间遥远但与交通状况高度相关的路段对之间的相互作用。广泛的实验是在从百度地图收集的大型现实世界数据集上进行的。实验结果表明，ETA预测可以从学习的交通拥堵传播模式中显着受益。此外，Dueta已经在Baidu Maps的生产中部署，每天都有数十亿个请求。这表明Dueta是用于大规模ETA预测服务的工业级和强大的解决方案。

Providing accurate estimated time of package delivery on users' purchasing pages for e-commerce platforms is of great importance to their purchasing decisions and post-purchase experiences. Although this problem shares some common issues with the conventional estimated time of arrival (ETA), it is more challenging with the following aspects: 1) Inductive inference. Models are required to predict ETA for orders with unseen retailers and addresses; 2) High-order interaction of order semantic information. Apart from the spatio-temporal features, the estimated time also varies greatly with other factors, such as the packaging efficiency of retailers, as well as the high-order interaction of these factors. In this paper, we propose an inductive graph transformer (IGT) that leverages raw feature information and structural graph data to estimate package delivery time. Different from previous graph transformer architectures, IGT adopts a decoupled pipeline and trains transformer as a regression function that can capture the multiplex information from both raw feature and dense embeddings encoded by a graph neural network (GNN). In addition, we further simplify the GNN structure by removing its non-linear activation and the learnable linear transformation matrix. The reduced parameter search space and linear information propagation in the simplified GNN enable the IGT to be applied in large-scale industrial scenarios. Experiments on real-world logistics datasets show that our proposed model can significantly outperform the state-of-the-art methods on estimation of delivery time. The source code is available at: https://github.com/enoche/IGT-WSDM23.

我们研究了具有动态，可能的周期性的流量的预测问题和区域之间的关节空间依赖关系。鉴于从时隙0到T-1的城市中区的聚合流入和流出流量，我们预测了任何区域的时间t的流量。该地区的现有技术通常以脱钩的方式考虑空间和时间依赖性，或者在具有大量超参数曲调的训练中是相当的计算密集。我们提出了ST-TIS，一种新颖，轻巧和准确的空间变压器，具有信息融合和区域采样进行交通预测。 ST-TIS将规范变压器与信息融合和区域采样延伸。信息融合模块捕获区域之间的复杂空间依赖关系。该区域采样模块是提高效率和预测精度，将计算复杂性切割为依赖性学习从$ O（n ^ 2）$到$ O（n \ sqrt {n}）$，其中n是区域的数量。比最先进的模型的参数较少，我们模型的离线培训在调整和计算方面明显更快（培训时间和网络参数减少高达90±90 \％）。尽管存在这种培训效率，但大量实验表明，ST-TIS在网上预测中大幅度更准确，而不是最先进的方法（平均改善高达11 \％$ 11 \％$ ON MAPE上的$ 14 \％$ 14 \％$ 14 \％$ ON MAPE） 。

乘车共享因其方便和乘客的便利性和成本效率而获得了全球知名度，以及其强大的潜力有助于实施联合国可持续发展目标。结果，近年来，目睹了RSODP的研究兴趣（用于乘车共享的原产地预测）问题，目的是预测未来的乘车共享请求并提前为车辆提供时间表。大多数现有的预测模型都利用深度学习，但是它们无法有效地考虑空间和时间动态。在本文中，提出了基准的门控注意复发网络（BGARN），该网络（BGARN）使用具有多头门的图形卷积来提取空间特征，以提取时间特征的复发模块以及基线转移层来计算最终结果。该模型是使用Pytorch和DGL（Deep Graph库）实施的，并使用纽约出租车需求数据集对实验进行了评估。结果表明，BGARN在预测准确性方面优于所有其他现有模型。

估计路径的旅行时间是智能运输系统的重要主题。它是现实世界应用的基础，例如交通监控，路线计划和出租车派遣。但是，为这样的数据驱动任务构建模型需要大量用户的旅行信息，这与其隐私直接相关，因此不太可能共享。数据所有者之间的非独立和相同分布的（非IID）轨迹数据也使一个预测模型变得极具挑战性，如果我们直接应用联合学习。最后，以前关于旅行时间估算的工作并未考虑道路的实时交通状态，我们认为这可以极大地影响预测。为了应对上述挑战，我们为移动用户组引入GOF-TTE，生成的在线联合学习框架以进行旅行时间估计，这是我）使用联合学习方法，允许在培训时将私人数据保存在客户端设备上，并设计设计和设计。所有客户共享的全球模型作为在线生成模型推断实时道路交通状态。 ii）除了在服务器上共享基本模型外，还针对每个客户调整了一个微调的个性化模型来研究其个人驾驶习惯，从而弥补了本地化全球模型预测的残余错误。 ％iii）将全球模型设计为所有客户共享的在线生成模型，以推断实时道路交通状态。我们还对我们的框架采用了简单的隐私攻击，并实施了差异隐私机制，以进一步保证隐私安全。最后，我们对Didi Chengdu和Xi'an的两个现实世界公共出租车数据集进行了实验。实验结果证明了我们提出的框架的有效性。

由于物联网（IoT）技术的快速开发，许多在线Web应用程序（例如Google Map和Uber）估计移动设备收集的轨迹数据的旅行时间。但是，实际上，复杂的因素（例如网络通信和能量限制）使以低采样率收集的多个轨迹。在这种情况下，本文旨在解决稀疏场景中的旅行时间估计问题（TTE）和路线恢复问题，这通常会导致旅行时间的不确定标签以及连续采样的GPS点之间的路线。我们将此问题提出为不进行的监督问题，其中训练数据具有粗糙的标签，并共同解决了TTE和路线恢复的任务。我们认为，这两个任务在模型学习过程中彼此互补并保持这种关系：更精确的旅行时间可以使路由更好地推断，从而导致更准确的时间估计）。基于此假设，我们提出了一种EM算法，以替代E估计通过E步中通过弱监督的推断路线的行进时间，并根据M步骤中的估计行进时间来检索途径，以稀疏轨迹。我们对三个现实世界轨迹数据集进行了实验，并证明了该方法的有效性。

交通速度预测是运输系统中的核心问题之一。为了进行更准确的预测，最近的研究不仅开始使用时间速度模式，还开始使用图形卷积网络上的道路网络上的空间信息。即使由于其非欧亚人和方向性特征，道路网络非常复杂，但以前的方法主要集中于仅使用距离对空间依赖性进行建模。在本文中，我们确定了两个基本的预测中的基本空间依赖性，除了距离，方向和位置关系，以将基本的图形元素设计为基本构建块。我们建议使用构建块，建议DDP-GCN（距离，方向和位置关系图卷积网络）将三个空间关系纳入深神经网络。我们使用两个大型现实世界数据集评估了提出的模型，并在高度复杂的城市网络中找到了长期预测的积极改进。通勤时间的改进可能会更大，但也可以限制短期预测。

动态需求预测对于城市交通系统有效运行和管理至关重要。在单模需求预测上进行了广泛的研究，忽略了不同运输模式的需求可以彼此相关。尽管最近的一些努力，现有的多式化需求预测方法通常不够灵活，以便在不同模式下具有不同的空间单元和异质时空相关性的多路复用网络。为了解决这些问题，本研究提出了一种多重峰需求预测的多关系时空图神经网络（ST-MRGNN）。具体地，跨模式的空间依赖性被多个内部和模态关系图编码。引入多关系图神经网络（MRGNN）以捕获跨模式异构空间依赖性，包括广义图卷积网络，以了解关系图中的消息传递机制和基于关注的聚合模块，以总结不同的关系。我们进一步将MRGNN与时间门控卷积层相结合，共同模拟异质时滞的相关性。广泛的实验是使用真实的地铁和来自纽约市的乘车数据集进行的实验，结果验证了我们提出的方法对模式的现有方法的提高性能。需求稀疏位置的改进特别大。进一步分析ST-MRGNN的注意机制还表明了对理解跨模式相互作用的良好解释性。

本文旨在统一非欧几里得空间中的空间依赖性和时间依赖性，同时捕获流量数据的内部空间依赖性。对于具有拓扑结构的时空属性实体，时空是连续的和统一的，而每个节点的当前状态都受到每个邻居的变异时期的邻居的过去状态的影响。大多数用于流量预测研究的空间依赖性和时间相关性的空间神经网络在处理中分别损害了时空完整性，而忽略了邻居节点的时间依赖期可以延迟和动态的事实。为了建模这种实际条件，我们提出了一种新型的空间 - 周期性图神经网络，将空间和时间视为不可分割的整体，以挖掘时空图，同时通过消息传播机制利用每个节点的发展时空依赖性。进行消融和参数研究的实验已经验证了拟议的遍及术的有效性，并且可以从https://github.com/nnzhan/traversenet中找到详细的实现。

GPS trajectories are the essential foundations for many trajectory-based applications, such as travel time estimation, traffic prediction and trajectory similarity measurement. Most applications require a large amount of high sample rate trajectories to achieve a good performance. However, many real-life trajectories are collected with low sample rate due to energy concern or other constraints.We study the task of trajectory recovery in this paper as a means for increasing the sample rate of low sample trajectories. Currently, most existing works on trajectory recovery follow a sequence-to-sequence diagram, with an encoder to encode a trajectory and a decoder to recover real GPS points in the trajectory. However, these works ignore the topology of road network and only use grid information or raw GPS points as input. Therefore, the encoder model is not able to capture rich spatial information of the GPS points along the trajectory, making the prediction less accurate and lack spatial consistency. In this paper, we propose a road network enhanced transformer-based framework, namely RNTrajRec, for trajectory recovery. RNTrajRec first uses a graph model, namely GridGNN, to learn the embedding features of each road segment. It next develops a spatial-temporal transformer model, namely GPSFormer, to learn rich spatial and temporal features along with a Sub-Graph Generation module to capture the spatial features for each GPS point in the trajectory. It finally forwards the outputs of encoder model into a multi-task decoder model to recover the missing GPS points. Extensive experiments based on three large-scale real-life trajectory datasets confirm the effectiveness of our approach.

Accurate short-term traffic prediction plays a pivotal role in various smart mobility operation and management systems. Currently, most of the state-of-the-art prediction models are based on graph neural networks (GNNs), and the required training samples are proportional to the size of the traffic network. In many cities, the available amount of traffic data is substantially below the minimum requirement due to the data collection expense. It is still an open question to develop traffic prediction models with a small size of training data on large-scale networks. We notice that the traffic states of a node for the near future only depend on the traffic states of its localized neighborhoods, which can be represented using the graph relational inductive biases. In view of this, this paper develops a graph network (GN)-based deep learning model LocaleGN that depicts the traffic dynamics using localized data aggregating and updating functions, as well as the node-wise recurrent neural networks. LocaleGN is a light-weighted model designed for training on few samples without over-fitting, and hence it can solve the problem of few-sample traffic prediction. The proposed model is examined on predicting both traffic speed and flow with six datasets, and the experimental results demonstrate that LocaleGN outperforms existing state-of-the-art baseline models. It is also demonstrated that the learned knowledge from LocaleGN can be transferred across cities. The research outcomes can help to develop light-weighted traffic prediction systems, especially for cities lacking historically archived traffic data.

我们都取决于流动性，车辆运输会影响我们大多数人的日常生活。因此，预测道路网络中流量状态的能力是一项重要的功能和具有挑战性的任务。流量数据通常是从部署在道路网络中的传感器获得的。关于时空图神经网络的最新建议通过将流量数据建模为扩散过程，在交通数据中建模复杂的时空相关性方面取得了巨大进展。但是，直观地，流量数据包含两种不同类型的隐藏时间序列信号，即扩散信号和固有信号。不幸的是，几乎所有以前的作品都将交通信号完全视为扩散的结果，同时忽略了固有的信号，这会对模型性能产生负面影响。为了提高建模性能，我们提出了一种新型的脱钩时空框架（DSTF），该框架以数据驱动的方式将扩散和固有的交通信息分开，其中包含独特的估计门和残差分解机制。分离的信号随后可以通过扩散和固有模块分别处理。此外，我们提出了DSTF的实例化，分离的动态时空图神经网络（D2STGNN），可捕获时空相关性，还具有动态图学习模块，该模块针对学习流量网络动态特征的学习。使用四个现实世界流量数据集进行的广泛实验表明，该框架能够推进最先进的框架。

道路网络和轨迹表示学习对于交通系统至关重要，因为学习的表示形式可以直接用于各种下游任务（例如，交通速度推理和旅行时间估计）。但是，大多数现有方法仅在同一规模内对比，即分别处理道路网络和轨迹，这些方法忽略了有价值的相互关系。在本文中，我们旨在提出一个统一的框架，该框架共同学习道路网络和轨迹表示端到端。我们为公路对比度和轨迹 - 轨迹对比度分别设计了特定领域的增强功能，即路段及其上下文邻居和轨迹分别替换和丢弃了替代方案。最重要的是，我们进一步引入了路面跨尺度对比，与最大化总互信息桥接了这两个尺度。与仅在形成对比的图形及其归属节点上的现有跨尺度对比度学习方法不同，路段和轨迹之间的对比是通过新颖的正面抽样和适应性加权策略精心量身定制的。我们基于两个实际数据集进行了审慎的实验，这些数据集具有四个下游任务，证明了性能和有效性的提高。该代码可在https://github.com/mzy94/jclrnt上找到。

图表上的交通流量预测在许多字段（例如运输系统和计算机网络）中具有现实世界应用。由于复杂的时空相关性和非线性交通模式，交通预测可能是高度挑战的。现有的作品主要是通过分别考虑空间相关性和时间相关性来模拟此类时空依赖性的模型，并且无法对直接的时空相关性进行建模。受到图形域中变形金刚最近成功的启发，在本文中，我们建议使用局部多头自我攻击直接建模时空图上的跨空间相关性。为了降低时间的复杂性，我们将注意力接收场设置为空间相邻的节点，还引入了自适应图以捕获隐藏的空间范围依赖性。基于这些注意机制，我们提出了一种新型的自适应图形时空变压器网络（ASTTN），该网络堆叠了多个时空注意层以在输入图上应用自我注意力，然后是线性层进行预测。公共交通网络数据集，Metr-La PEMS-Bay，PEMSD4和PEMSD7的实验结果证明了我们模型的出色性能。

Recent years have witnessed the emerging success of graph neural networks (GNNs) for modeling structured data. However, most GNNs are designed for homogeneous graphs, in which all nodes and edges belong to the same types, making them infeasible to represent heterogeneous structures. In this paper, we present the Heterogeneous Graph Transformer (HGT) architecture for modeling Web-scale heterogeneous graphs. To model heterogeneity, we design node-and edge-type dependent parameters to characterize the heterogeneous attention over each edge, empowering HGT to maintain dedicated representations for different types of nodes and edges. To handle dynamic heterogeneous graphs, we introduce the relative temporal encoding technique into HGT, which is able to capture the dynamic structural dependency with arbitrary durations. To handle Web-scale graph data, we design the heterogeneous mini-batch graph sampling algorithm-HGSampling-for efficient and scalable training. Extensive experiments on the Open Academic Graph of 179 million nodes and 2 billion edges show that the proposed HGT model consistently outperforms all the state-of-the-art GNN baselines by 9%-21% on various downstream tasks. The dataset and source code of HGT are publicly available at https://github.com/acbull/pyHGT.

近年来，图形神经网络（GNN）与复发性神经网络（RNN）的变体相结合，在时空预测任务中达到了最先进的性能。对于流量预测，GNN模型使用道路网络的图形结构来解释链接和节点之间的空间相关性。最近的解决方案要么基于复杂的图形操作或避免预定义的图。本文提出了一种新的序列结构，以使用具有稀疏体系结构的GNN-RNN细胞在多个抽象的抽象上提取时空相关性，以减少训练时间与更复杂的设计相比。通过多个编码器编码相同的输入序列，并随着编码层的增量增加，使网络能够通过多级抽象来学习一般和详细的信息。我们进一步介绍了来自加拿大蒙特利尔的街道细分市场流量数据的新基准数据集。与高速公路不同，城市路段是循环的，其特征是复杂的空间依赖性。与基线方法相比，一小时预测的实验结果和我们的MSLTD街道级段数据集对我们的模型提高了7％以上，同时将计算资源要求提高了一半以上竞争方法。

通过深度学习（DL）优于不同任务的常规方法，已经努力利用DL在各个领域中使用。交通域中的研究人员和开发人员还为预测任务（例如交通速度估算和到达时间）设计和改进了DL模型。但是，由于DL模型的黑盒属性和流量数据的复杂性（即时空依赖性），在分析DL模型方面存在许多挑战。我们与域专家合作，我们设计了一个视觉分析系统Attnanalyzer，该系统使用户能够探索DL模型如何通过允许有效的时空依赖性分析来进行预测。该系统结合了动态时间扭曲（DTW）和Granger因果关系测试，用于计算时空依赖性分析，同时提供映射，表格，线图和像素视图，以帮助用户执行依赖性和模型行为分析。为了进行评估，我们提出了三个案例研究，表明Attnanalyzer如何有效地探索模型行为并改善两个不同的道路网络中的模型性能。我们还提供域专家反馈。

揭开多个机场之间的延迟传播机制的神秘面纱对于精确且可解释的延迟预测至关重要，这对于所有航空业利益相关者来说至关重要。主要挑战在于有效利用与延迟传播有关的时空依赖性和外源因素。但是，以前的作品仅考虑有限的时空模式，其因素很少。为了促进延迟预测的更全面的传播建模，我们提出了时空传播网络（STPN），这是一种时空可分开的图形卷积网络，在时空依赖性捕获中是新颖的。从空间关系建模的方面，我们提出了一个多画卷积模型，考虑地理位置和航空公司计划。从时间依赖性捕获的方面，我们提出了一种多头的自我发起的机制，可以端对端学习，并明确地推定延迟时间序列的多种时间依赖性。我们表明，关节空间和时间学习模型产生了Kronecker产品的总和，这是由于时空依赖性归因于几个空间和时间邻接矩阵的总和。通过这种方式，STPN允许对空间和时间因素进行串扰，以建模延迟传播。此外，将挤压和激发模块添加到STPN的每一层，以增强有意义的时空特征。为此，我们在大规模机场网络中将STPN应用于多步进和出发延迟预测。为了验证我们的模型的有效性，我们尝试了两个现实世界中的延迟数据集，包括美国和中国航班延迟；我们表明，STPN优于最先进的方法。此外，STPN产生的反事实表明，它学习了可解释的延迟传播模式。

交通流量的技术预测在智能运输系统中起着重要作用。基于图形神经网络和注意机制，大多数先前的作品都利用变压器结构来发现时空依赖性和动态关系。但是，他们尚未彻底考虑时空序列之间的相关信息。在本文中，基于最大信息系数，我们提出了两种详尽的时空表示，空间相关信息（SCORR）和时间相关信息（TCORR）。使用SCORR，我们提出了一个基于相关信息的时空网络（CORRSTN），该网络包括一个动态图神经网络组件，可有效地将相关信息整合到空间结构中，以及一个多头注意力组件，以准确地对动态时间依赖性进行建模。利用TCORR，我们探索了不同周期数据之间的相关模式，以识别最相关的数据，然后设计有效的数据选择方案以进一步增强模型性能。公路交通流量（PEMS07和PEMS08）和地铁人群流（HZME流入和流出）数据集的实验结果表明，Corrstn在预测性能方面表现出了最先进的方法。特别是，在HZME（流出）数据集上，与ASTGNN模型相比，我们的模型在MAE，RMSE和MAPE的指标中分别提高了12.7％，14.4％和27.4％。

交通预测模型依赖需要感测，处理和存储的数据。这需要部署和维护交通传感基础设施，往往导致不适合的货币成本。缺乏感测的位置可以与合成数据模拟相辅相成，进一步降低交通监测所需的经济投资。根据类似道路的数据分布，其中最常见的数据生成方法之一包括产生实际的流量模式。检测具有相似流量的道路的过程是这些系统的关键点。但是，在不收集目标位置收集数据，没有用于该相似性的搜索可以使用流量度量。我们提出了一种通过检查道路段的拓扑特征来发现具有可用流量数据的方法的方法。相关的拓扑功能被提取为数值表示（嵌入式）以比较不同的位置，并最终根据其嵌入之间的相似性找到最相似的道路。检查该新颖选择系统的性能，并与更简单的流量估计方法进行比较。找到类似的数据源后，使用生成方法来合成流量配置文件。根据感知道路的交通行为的相似性，可以使用一条路的数据来馈送生成方法。在合成样品的精度方面分析了几种代理方法。最重要的是，这项工作打算促进进一步的研究努力提高综合交通样本的质量，从而降低对传感基础设施的需求。