随着移动通信技术的快速发展,人类的移动轨迹由互联网服务提供商(ISP)和应用服务提供商(ASP)大规模收集。另一方面,知识图(kg)的上升范式为我们提供了一个有希望的解决方案,可以从大规模轨迹数据提取结构化的“知识”。在本文中,我们基于知识图技术专注于建模用户的时空移动模式,并根据从多个源以凝聚力的方式提取的“知识”,预测用户的未来运动。具体来说,我们提出了一种新型知识图中,即时空城市知识图(STKG),其中活动轨迹,场地的类别信息和时间信息都是由STKG中不同关系类型的事实共同建模。移动预测问题转换为知识图表在STKG中完成问题。此外,提出了一种具有精心设计的评分功能的复杂嵌入模型,以衡量STKG中的事实的合理性,以解决知识图形完成问题,这考虑了移动性模式的时间动态,并利用POI类别作为辅助信息和背景知识。广泛的评估确认我们模型在预测用户方面的高精度与最先进的算法相比,S'Mobility,即,提高了5.04%的准确性。此外,POI类别作为背景知识和辅助信息被证实通过在准确性方面提高了3.85%的性能,有助于提高。另外,实验表明,与现有方法相比,我们的所提出的方法通过将计算时间降低43.12%以上。
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Accurate activity location prediction is a crucial component of many mobility applications and is particularly required to develop personalized, sustainable transportation systems. Despite the widespread adoption of deep learning models, next location prediction models lack a comprehensive discussion and integration of mobility-related spatio-temporal contexts. Here, we utilize a multi-head self-attentional (MHSA) neural network that learns location transition patterns from historical location visits, their visit time and activity duration, as well as their surrounding land use functions, to infer an individual's next location. Specifically, we adopt point-of-interest data and latent Dirichlet allocation for representing locations' land use contexts at multiple spatial scales, generate embedding vectors of the spatio-temporal features, and learn to predict the next location with an MHSA network. Through experiments on two large-scale GNSS tracking datasets, we demonstrate that the proposed model outperforms other state-of-the-art prediction models, and reveal the contribution of various spatio-temporal contexts to the model's performance. Moreover, we find that the model trained on population data achieves higher prediction performance with fewer parameters than individual-level models due to learning from collective movement patterns. We also reveal mobility conducted in the recent past and one week before has the largest influence on the current prediction, showing that learning from a subset of the historical mobility is sufficient to obtain an accurate location prediction result. We believe that the proposed model is vital for context-aware mobility prediction. The gained insights will help to understand location prediction models and promote their implementation for mobility applications.
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旅行者可能会前往他们从未访问过的地点,我们将其称为潜在的目的地。尤其是在非常有限的观察结果下,旅行者倾向于显示随机运动模式,并且通常具有大量潜在目的地,这使得它们难以处理移动性预测(例如,目的地预测)。在本文中,我们开发了一个新的基于知识图的框架(PDPFKG),以通过考虑旅行之间的关联关系来潜在的目的地发现低可预测性旅行者。我们首先构建了旅行知识图(TKG),以通过实体(例如旅行者,目的地和时间信息)及其关系对旅行方案进行建模,我们在其中介绍了私人关系的概念以减少复杂性。然后,实现了修改的知识图嵌入算法以优化整体图表。根据Trip知识图嵌入模型(TKGEM),可以通过计算三元组的距离来获得个人未来未观察到的目的地的可能排名。经验。 PDPFKG使用来自中国Xuancheng City配备基于视频的车辆检测系统的138个交叉口的匿名车辆数据集进行了测试。结果表明,(i)所提出的方法显着优于基线方法,并且(ii)结果在选择潜在目的地中表现出与旅行者行为的强烈一致性。最后,我们对方法论的创新点进行了全面讨论。
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接触犯罪和暴力会损害个人的生活质量和社区的经济增长。鉴于机器学习的迅速发展,需要探索自动解决方案以防止犯罪。随着细粒度的城市和公共服务数据的可用性越来越多,最近融合了这种跨域信息以促进犯罪预测的激增。通过捕获有关社会结构,环境和犯罪趋势的信息,现有的机器学习预测模型从不同观点探索了动态犯罪模式。但是,这些方法主要将这种多源知识转换为隐性和潜在表示(例如,学区的嵌入),这仍然是研究显式因素对幕后犯罪发生的影响的影响仍然是一个挑战。在本文中,我们提出了一个时空的元数据指导性犯罪预测(STMEC)框架,以捕获犯罪行为的动态模式,并明确地表征了环境和社会因素如何相互互动以产生预测。广泛的实验表明,与其他先进的时空模型相比,STMEC的优越性,尤其是在预测重罪(例如使用危险武器的抢劫和袭击)时。
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人口级社会事件,如民事骚乱和犯罪,往往对我们的日常生活产生重大影响。预测此类事件对于决策和资源分配非常重要。由于缺乏关于事件发生的真实原因和潜在机制的知识,事件预测传统上具有挑战性。近年来,由于两个主要原因,研究事件预测研究取得了重大进展:(1)机器学习和深度学习算法的开发和(2)社交媒体,新闻来源,博客,经济等公共数据的可访问性指标和其他元数据源。软件/硬件技术中的数据的爆炸性增长导致了社会事件研究中的深度学习技巧的应用。本文致力于提供社会事件预测的深层学习技术的系统和全面概述。我们专注于两个社会事件的域名:\ Texit {Civil unrest}和\ texit {犯罪}。我们首先介绍事件预测问题如何作为机器学习预测任务制定。然后,我们总结了这些问题的数据资源,传统方法和最近的深度学习模型的发展。最后,我们讨论了社会事件预测中的挑战,并提出了一些有希望的未来研究方向。
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“轨迹”是指由地理空间中的移动物体产生的迹线,通常由一系列按时间顺序排列的点表示,其中每个点由地理空间坐标集和时间戳组成。位置感应和无线通信技术的快速进步使我们能够收集和存储大量的轨迹数据。因此,许多研究人员使用轨迹数据来分析各种移动物体的移动性。在本文中,我们专注于“城市车辆轨迹”,这是指城市交通网络中车辆的轨迹,我们专注于“城市车辆轨迹分析”。城市车辆轨迹分析提供了前所未有的机会,可以了解城市交通网络中的车辆运动模式,包括以用户为中心的旅行经验和系统范围的时空模式。城市车辆轨迹数据的时空特征在结构上相互关联,因此,许多先前的研究人员使用了各种方法来理解这种结构。特别是,由于其强大的函数近似和特征表示能力,深度学习模型是由于许多研究人员的注意。因此,本文的目的是开发基于深度学习的城市车辆轨迹分析模型,以更好地了解城市交通网络的移动模式。特别是,本文重点介绍了两项研究主题,具有很高的必要性,重要性和适用性:下一个位置预测,以及合成轨迹生成。在这项研究中,我们向城市车辆轨迹分析提供了各种新型模型,使用深度学习。
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对人类流动性进行建模有助于了解人们如何访问资源并在城市中彼此进行身体接触,从而有助于各种应用,例如城市规划,流行病控制和基于位置的广告。下一个位置预测是单个人类移动性建模中的一项决定性任务,通常被视为序列建模,用Markov或基于RNN的方法解决。但是,现有模型几乎不关注单个旅行决策的逻辑和人口集体行为的可重复性。为此,我们提出了一个因果关系和空间约束的长期和短期学习者(CSLSL),以进行下一个位置预测。 CSLSL利用基于多任务学习的因果结构来明确对“ $ \ rightarrow $ wher wher wher wher whit $ \ rightarrow $ where where where”,a.k.a.”接下来,我们提出一个空间约束损失函数作为辅助任务,以确保旅行者目的地的预测和实际空间分布之间的一致性。此外,CSLSL采用了名为Long and Short-Charturer(LSC)的模块,以了解不同时间跨度的过渡规律。在三个现实世界数据集上进行的广泛实验表明,CSLSL的性能改善了基准,并确认引入因果关系和一致性约束的有效性。该实现可在https://github.com/urbanmobility/cslsl上获得。
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时空人群流量预测(STCFP)问题是一种经典问题,具有丰富的现有研究工作,这些努力受益于传统的统计学习和最近的深度学习方法。虽然STCFP可以参考许多现实世界问题,但大多数现有研究都侧重于相当特定的应用,例如预测出租车需求,乘资顺序等。这会阻碍STCFP研究作为针对不同应用的方法几乎没有比较,因此如何将应用驱动的方法概括为其他场景尚不清楚。要填补这一差距,这篇论文进行了两项努力:(i)我们提出了一个叫做STANALYTIC的分析框架,以定性地调查其关于各种空间和时间因素的设计考虑的STCFP方法,旨在使不同的应用驱动的方法进行不同的方法; (ii)(ii)我们构建一个广泛的大型STCFP基准数据集,具有四种不同的场景(包括RideSharing,Bikesharing,Metro和电动车辆充电),其流量高达数亿个流量记录,以定量测量STCFP方法的普遍性。此外,为了详细说明STANalytic在帮助设计上推广的STCFP方法方面的有效性,我们提出了一种通过整合STANALYTIC鉴定的可推广的时间和空间知识来提出一种称为STETA的时空元模型。我们利用不同的深度学习技术实施STMETA的三种变体。通过数据集,我们证明Stmeta变体可以优于最先进的STCFP方法5%。
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站点选择确定新商店的最佳位置,这对商业成功至关重要。特别是,具有多源城市数据的人工智能广泛应用使智能网站选择有前途。然而,现有的数据驱动方法严重依赖于特征工程,面临业务泛化问题和复杂的关系建模。为了摆脱困境,在这项工作中,我们从知识图(kg)借阅思想,并提出了一个知识驱动的网站选择模型,简称知识。具体而言,通过蒸馏的知识和富裕的语义在千克,我们首先用城市的关键要素和捕获的语义关系构建城市千克(Urbankg)。基于URBANKG,我们采用了用于语义表示的预训练技术,该技巧被馈送到站点决策的编码器 - 解码器结构中。通过多关键消息传递和基于关系的基于路径的关注机制,知识成功地揭示了各种业务和站点选择标准之间的关系。两个数据集的广泛实验表明,知识概率表现出具有效率和解释性的代表性基准。
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基于历史行为数据的行为预测具有实际的现实意义。它已在推荐,预测学习成绩等中应用。随着用户数据描述的完善,新功能的发展以及多个数据源的融合,包含多种行为的异质行为数据变得越来越普遍。在本文中,我们旨在纳入行为预测的异质用户行为和社会影响。为此,本文提出了一个长期术语内存(LSTM)的变体,该变体可以在对行为序列进行建模时考虑上下文信息,该投影机制可以模拟不同类型的行为之间的多方面关系以及多方面的多方面关系注意机制可以动态地从不同的方面找到信息。许多行为数据属于时空数据。提出了一种基于时空数据并建模社会影响力的社交行为图的无监督方法。此外,基于剩余的基于学习的解码器旨在根据社会行为表示和其他类型的行为表示自动构建多个高阶交叉特征。对现实世界数据集的定性和定量实验已经证明了该模型的有效性。
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目前,下一个位置推荐在基于位置的社交网络应用程序和服务中起着重要作用。虽然已经提出了许多方法来解决这个问题,但到目前为止,三个重要挑战尚未得到很好的解决:(1)大多数现有方法基于经常性网络,这是耗费训练长期序列,因为不允许完整的平行度; (2)个性化偏好通常不被认为是合理的; (3)现有方法很少系统地研究了如何在轨迹数据中有效地利用各种辅助信息(例如,用户ID和时间戳)和非连续位置之间的时空关系。为了解决上述挑战,我们提出了一种名为SANMOVE的新型方法,是一种自我关注网络的模型,通过捕获用户的长期和短期移动模式来预测下一个位置。具体而言,SANMOVE引入了一个长期偏好学习模块,它使用自我关注模块来捕获用户的长期移动模式,可以代表用户的个性化位置偏好。同时,SanMove使用空间延伸的非侵入自我关注(Stnova)来利用辅助信息来学习短期偏好。我们使用两个真实世界数据集进行评估SANMOVE,并演示SANMOVE不仅比基于最先进的RNN的预测模型更快,而且还优于下一个位置预测的基线。
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在本文中,我们重点介绍了在流中为在线POI推荐的动态地球人类相互作用建模的问题。具体而言,我们将式的地球人类相互作用建模问题提出到一个新颖的深层交互式增强学习框架中,在该框架中,代理是推荐的,而动作是下一个要访问的POI。我们将强化学习环境独特地建模为用户和地理空间环境(POI,POI类别,功能区)的联合组成和连接的组成。用户在流中访问POI的事件更新了用户和地理空间环境的状态;代理商认为更新的环境状态可以提出在线建议。具体而言,我们通过将所有用户,访问和地理空间上下文统一为动态知识图流来对混合用户事件流进行建模,以模拟人类,地理 - 人类,地理geo互动的建模。我们设计了一种解决过期信息挑战的退出机制,设计了一种元路径方法来应对推荐候选人的生成挑战,并开发了一种新的深层政策网络结构来应对不同的行动空间挑战,最后提出有效的对抗性优化的培训方法。最后,我们提出了广泛的实验,以证明方法的增强性能。
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人类移动性数据从兴趣点累积(POI)Chee-Ins为用户行为理解提供了很大的机会。然而,实际移动数据中的数据质量问题(例如,地理位置信息丢失,虚幻的检查,数据稀疏)限制了现有的POI导向研究的有效性,例如POI推荐和位置预测,当应用于真实应用时。为此,在本文中,我们开发了一个名为BI-STDDP的模型,可以集成双向时空依赖和用户的动态偏好,以识别用户已经访问的缺失的POI登记入住,其中时间。具体地,我们首先利用POI的双向全局空间和局部时间信息来捕获复杂的依赖关系。然后,将与用户和POI信息组合的目标时间模式被馈送到多层网络中以捕获用户的动态偏好。此外,动态偏好被转换为与依赖关系相同的空间以形成最终模型。最后,在三个大规模的现实世界数据集中评估所提出的模型,结果表明,与最先进的方法相比,我们模型的显着改进。此外,值得注意的是,所提出的模型可以自然地扩展,以解决具有竞争性表现的POI推荐和位置预测任务。
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随着移动设备和基于位置的服务越来越多地在不同的智能城市场景和应用程序中开发,由于数据收集和共享,许多意外的隐私泄漏已经出现。当与云辅助应用程序共享地理位置数据时,用户重新识别和其他敏感的推论是主要的隐私威胁。值得注意的是,四个时空点足以唯一地识别95%的个人,这加剧了个人信息泄漏。为了解决诸如用户重新识别之类的恶意目的,我们提出了一种基于LSTM的对抗机制,具有代表性学习,以实现原始地理位置数据(即移动性数据)的隐私权特征表示,以共享目的。这些表示旨在以最小的公用事业预算(即损失)最大程度地减少用户重新识别和完整数据重建的机会。我们通过量化轨迹重建风险,用户重新识别风险和移动性可预测性来量化移动性数据集的隐私性权衡权衡来训练该机制。我们报告了探索性分析,使用户能够通过特定的损失功能及其权重参数评估此权衡。四个代表性移动数据集的广泛比较结果证明了我们提出的在移动性隐私保护方面的架构的优越性以及提议的隐私权提取器提取器的效率。我们表明,流动痕迹的隐私能够以边际移动公用事业为代价获得体面的保护。我们的结果还表明,通过探索帕累托最佳设置,我们可以同时增加隐私(45%)和实用程序(32%)。
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Knowledge graphs (KG) have served as the key component of various natural language processing applications. Commonsense knowledge graphs (CKG) are a special type of KG, where entities and relations are composed of free-form text. However, previous works in KG completion and CKG completion suffer from long-tail relations and newly-added relations which do not have many know triples for training. In light of this, few-shot KG completion (FKGC), which requires the strengths of graph representation learning and few-shot learning, has been proposed to challenge the problem of limited annotated data. In this paper, we comprehensively survey previous attempts on such tasks in the form of a series of methods and applications. Specifically, we first introduce FKGC challenges, commonly used KGs, and CKGs. Then we systematically categorize and summarize existing works in terms of the type of KGs and the methods. Finally, we present applications of FKGC models on prediction tasks in different areas and share our thoughts on future research directions of FKGC.
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深度学习技术导致了通用对象检测领域的显着突破,近年来产生了很多场景理解的任务。由于其强大的语义表示和应用于场景理解,场景图一直是研究的焦点。场景图生成(SGG)是指自动将图像映射到语义结构场景图中的任务,这需要正确标记检测到的对象及其关系。虽然这是一项具有挑战性的任务,但社区已经提出了许多SGG方法并取得了良好的效果。在本文中,我们对深度学习技术带来了近期成就的全面调查。我们审查了138个代表作品,涵盖了不同的输入方式,并系统地将现有的基于图像的SGG方法从特征提取和融合的角度进行了综述。我们试图通过全面的方式对现有的视觉关系检测方法进行连接和系统化现有的视觉关系检测方法,概述和解释SGG的机制和策略。最后,我们通过深入讨论当前存在的问题和未来的研究方向来完成这项调查。本调查将帮助读者更好地了解当前的研究状况和想法。
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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。
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准确性和可解释性是犯罪预测模型的两个基本属性。由于犯罪可能对人类生命,经济和安全的不利影响,我们需要一个可以尽可能准确地预测未来犯罪的模型,以便可以采取早期步骤来避免犯罪。另一方面,可解释的模型揭示了模型预测背后的原因,确保其透明度并允许我们相应地规划预防犯罪步骤。开发模型的关键挑战是捕获特定犯罪类别的非线性空间依赖和时间模式,同时保持模型的底层结构可解释。在本文中,我们开发AIST,一种用于犯罪预测的注意力的可解释的时空时间网络。基于过去的犯罪发生,外部特征(例如,流量流量和兴趣点(POI)信息)和犯罪趋势,AICT模拟了犯罪类别的动态时空相关性。广泛的实验在使用真实数据集的准确性和解释性方面表现出我们模型的优越性。
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训练前轨迹嵌入是空间轨迹挖掘中的一个基本和关键程序,对各种下游任务都是有益的。产生有效轨迹嵌入的关键是从轨迹(包括运动模式和旅行目的)中提取高级旅行语义,并考虑轨迹的长期空间时间相关性。尽管有现有的努力,但训练前轨迹嵌入仍存在重大挑战。首先,常用的生成借个任务不适合从轨迹中提取高级语义。其次,现有的数据增强方法非常适合轨迹数据集。第三,当前的编码器设计无法完全合并轨迹中隐藏的长期时空相关性。为了应对这些挑战,我们提出了一种新型的对比性时空轨迹嵌入(CSTTE)模型,用于学习全面的轨迹嵌入。 CSTTE采用了对比度学习框架,以使其借口任务对噪音具有牢固的态度。一种专门设计的轨迹数据增强方法与对比度借口任务相结合,以保留高级旅行语义。我们还构建了有效的时空轨迹编码器,以有效,全面地对轨迹中的长期空间 - 周期性相关性进行建模。与现有的轨迹嵌入方法相比,对两个下游任务和三个现实世界数据集进行了广泛的实验证明了我们的模型的优势。
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场景图是一个场景的结构化表示,可以清楚地表达场景中对象之间的对象,属性和关系。随着计算机视觉技术继续发展,只需检测和识别图像中的对象,人们不再满足。相反,人们期待着对视觉场景更高的理解和推理。例如,给定图像,我们希望不仅检测和识别图像中的对象,还要知道对象之间的关系(视觉关系检测),并基于图像内容生成文本描述(图像标题)。或者,我们可能希望机器告诉我们图像中的小女孩正在做什么(视觉问题应答(VQA)),甚至从图像中移除狗并找到类似的图像(图像编辑和检索)等。这些任务需要更高水平的图像视觉任务的理解和推理。场景图只是场景理解的强大工具。因此,场景图引起了大量研究人员的注意力,相关的研究往往是跨模型,复杂,快速发展的。然而,目前没有对场景图的相对系统的调查。为此,本调查对现行场景图研究进行了全面调查。更具体地说,我们首先总结了场景图的一般定义,随后对场景图(SGG)和SGG的发电方法进行了全面和系统的讨论,借助于先验知识。然后,我们调查了场景图的主要应用,并汇总了最常用的数据集。最后,我们对场景图的未来发展提供了一些见解。我们相信这将是未来研究场景图的一个非常有帮助的基础。
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