了解人类流动性对于智慧城市和社会行为研究的发展至关重要。人类流动模型可用于许多应用,包括大流行控制,城市规划和交通管理。现有模型的预测用户移动性模式的准确性小于25%。人类运动的灵活本质可以证明低精度可能是合理的。确实,人类的日常运动并不僵化。此外,严格的移动性模型可能会导致用户记录中的隐藏规律性。因此,我们提出了一种新的观点,以研究和分析人类的迁移率模式并捕获其灵活性。通常,迁移率模式由一系列位置表示。我们建议通过将这些位置抽象成一组位置来定义移动性模式。标记这些位置将使我们能够检测到接近现实的隐藏模式。我们提出IMAP,这是一种单独的人类流动性模式可视化平台。我们的平台使用户可以根据历史记录可视化他们所访问的位置的图。此外,我们的平台显示使用修改后的前缀方法计算出的最频繁的移动性模式。
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Deep learning approaches for spatio-temporal prediction problems such as crowd-flow prediction assumes data to be of fixed and regular shaped tensor and face challenges of handling irregular, sparse data tensor. This poses limitations in use-case scenarios such as predicting visit counts of individuals' for a given spatial area at a particular temporal resolution using raster/image format representation of the geographical region, since the movement patterns of an individual can be largely restricted and localized to a certain part of the raster. Additionally, current deep-learning approaches for solving such problem doesn't account for the geographical awareness of a region while modelling the spatio-temporal movement patterns of an individual. To address these limitations, there is a need to develop a novel strategy and modeling approach that can handle both sparse, irregular data while incorporating geo-awareness in the model. In this paper, we make use of quadtree as the data structure for representing the image and introduce a novel geo-aware enabled deep learning layer, GA-ConvLSTM that performs the convolution operation based on a novel geo-aware module based on quadtree data structure for incorporating spatial dependencies while maintaining the recurrent mechanism for accounting for temporal dependencies. We present this approach in the context of the problem of predicting spatial behaviors of an individual (e.g., frequent visits to specific locations) through deep-learning based predictive model, GADST-Predict. Experimental results on two GPS based trace data shows that the proposed method is effective in handling frequency visits over different use-cases with considerable high accuracy.
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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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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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Covid-19的反复暴发对全球社会产生了持久的影响,该社会呼吁使用具有早期可用性的各种数据来预测大流行波。现有的预测模型可以预测使用移动性数据的第一次爆发浪潮可能不适用于多波预测,因为美国和日本的证据表明,不同波浪之间的流动性模式在感染情况下与波动表现出不同的关系。因此,为了预测多波大流行,我们提出了一个基于社会意识的图形神经网络(SAB-GNN),它考虑了与症状相关的Web搜索频率的衰减,以捕获多个波浪中公共意识的变化。我们的模型结合了GNN和LSTM,以建模城市地区之间的复杂关系,跨区域的移动性模式,Web搜索历史记录和未来的Covid-19感染。我们训练我们的模型,从2020年4月至2021年5月,在雅虎日本公司根据严格的隐私保护规则中收集的四个大流行浪潮中,使用其移动性和Web搜索数据来预测东京地区的未来大流行爆发。结果证明了我们的模型优于最先进的基线,例如ST-GNN,MPNN和GraphLSTM。尽管我们的模型在计算上并不昂贵(只有3层和10个隐藏的神经元),但提出的模型使公共机构能够预料并为将来的大流行爆发做准备。
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The proliferation of smartphones has accelerated mobility studies by largely increasing the type and volume of mobility data available. One such source of mobility data is from GPS technology, which is becoming increasingly common and helps the research community understand mobility patterns of people. However, there lacks a standardized framework for studying the different mobility patterns created by the non-Work, non-Home locations of Working and Nonworking users on Workdays and Offdays using machine learning methods. We propose a new mobility metric, Daily Characteristic Distance, and use it to generate features for each user together with Origin-Destination matrix features. We then use those features with an unsupervised machine learning method, $k$-means clustering, and obtain three clusters of users for each type of day (Workday and Offday). Finally, we propose two new metrics for the analysis of the clustering results, namely User Commonality and Average Frequency. By using the proposed metrics, interesting user behaviors can be discerned and it helps us to better understand the mobility patterns of the users.
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我们开发了一种新颖的框架,以有效,有效地发现众群服务,在一段时间内靠近用户近距离移动。我们介绍了一种移动的众包服务模型,其被建模为移动区域。我们提出了一种深度加强基于学习的学习的组合方法来选择和撰写考虑质量参数的移动物联网服务。此外,我们开发了一个平行的基于群体的服务发现算法作为衡量所提出的方法的准确性。两个现实世界数据集的实验验证了基于深度加强学习的方法的有效性和效率。
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The node-place model has been widely used to classify and evaluate transit stations, which sheds light on individual travel behaviors and supports urban planning through effectively integrating land use and transportation development. This article adapts this model to investigate whether and how node, place, and mobility would be associated with the transmission risks and presences of the local COVID-19 cases in a city. Similar studies on the model and its relevance to COVID-19, according to our knowledge, have not been undertaken before. Moreover, the unique metric drawn from detailed visit history of the infected, i.e., the COVID-19 footprints, is proposed and exploited. This study then empirically uses the adapted model to examine the station-level factors affecting the local COVID-19 footprints. The model accounts for traditional measures of the node and place as well as actual human mobility patterns associated with the node and place. It finds that stations with high node, place, and human mobility indices normally have more COVID-19 footprints in proximity. A multivariate regression is fitted to see whether and to what degree different indices and indicators can predict the COVID-19 footprints. The results indicate that many of the place, node, and human mobility indicators significantly impact the concentration of COVID-19 footprints. These are useful for policy-makers to predict and monitor hotspots for COVID-19 and other pandemics transmission.
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城市化及其问题需要对城市动态,尤其是现代城市复杂而多样化的生活方式的深入和全面的了解。数字化的数据可以准确捕获复杂的人类活动,但缺乏人口统计数据的解释性。在本文中,我们研究了美国11个都会区的120万人到110万个地方的出行探访模式的隐私增强数据集,以检测美国最大的美国城市中的潜在行动行为和生活方式。尽管出行访问的复杂性很大,但我们发现生活方式可以自动分解为12种潜在的可解释的活动行为,人们如何将购物,饮食,工作或利用空闲时间结合起来。我们没有描述具有单一生活方式的人,而是发现城市居民的行为是这些行为的混合。那些被检测到的潜在活动行为同样存在于城市之间,无法通过主要人口特征来完全解释。最后,我们发现这些潜在行为与在控制人口特征之后,即使在控制人口特征之后,这些潜在行为也与经验丰富的收入隔离,运输或健康行为有关。我们的结果表明,与活动行为相辅相成,以了解城市动态的重要性。
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垃圾邮件是困扰网络规模的数字平台的一个严重问题,可促进用户内容创建和分发。它损害了平台的完整性,推荐和搜索等服务的性能以及整体业务。垃圾邮件发送者从事各种与非垃圾邮件发送者不同的虐待和回避行为。用户的复杂行为可以通过富含节点和边缘属性的异质图很好地表示。学会在网络尺度平台的图表中识别垃圾邮件发送者,因为其结构上的复杂性和大小。在本文中,我们提出了塞纳河(使用相互作用网络检测垃圾邮件检测),这是一个新的图形框架上的垃圾邮件检测模型。我们的图形同时捕获了丰富的用户的详细信息和行为,并可以在十亿个尺度的图表上学习。我们的模型考虑了邻域以及边缘类型和属性,从而使其可以捕获广泛的垃圾邮件发送者。塞纳河(Seine)经过数千万节点和数十亿个边缘的真实数据集的培训,获得了80%的召回率,并以1%的假阳性率获得了80%的召回率。塞纳河(Seine)在公共数据集上的最先进技术实现了可比的性能,同时务实可用于大规模生产系统。
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POI推荐是旅游信息系统的关键任务。然而,与传统的兴趣点(POI)推荐系统相比,可用数据非常稀疏;大多数旅游访问一些观光点一次,大部分景点都没有来自新游客的登记数据。大多数传统系统基于他们的受欢迎程度,声誉和基于类别的类似价值与用户的偏好等级等级。他们不澄清用户可以在这些斑点中体验的内容,这使得难以满足各种旅游需求。为此,在这项工作中,我们提出了一种推荐游客的机制。我们的机制包括两个组件:一个是一个概率模型,揭示了旅游业的用户行为;另一个是伪评级机制,用于处理POIS建议中的冷启动问题。我们对从Flickr收集的两个数据集进行了广泛的实验。实验结果表明,我们的方法优于推荐表演(精确,召回和F测量)和公平性的最先进的方法。实验结果还验证了所提出的方法的鲁棒性,即,我们的方法可以处理数据稀疏性问题。
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Proactive robot assistance enables a robot to anticipate and provide for a user's needs without being explicitly asked. We formulate proactive assistance as the problem of the robot anticipating temporal patterns of object movements associated with everyday user routines, and proactively assisting the user by placing objects to adapt the environment to their needs. We introduce a generative graph neural network to learn a unified spatio-temporal predictive model of object dynamics from temporal sequences of object arrangements. We additionally contribute the Household Object Movements from Everyday Routines (HOMER) dataset, which tracks household objects associated with human activities of daily living across 50+ days for five simulated households. Our model outperforms the leading baseline in predicting object movement, correctly predicting locations for 11.1% more objects and wrongly predicting locations for 11.5% fewer objects used by the human user.
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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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推荐系统(RSS)旨在模拟和预测用户偏好,同时与诸如兴趣点(POI)的项目进行交互。这些系统面临着几种挑战,例如数据稀疏性,限制了它们的有效性。在本文中,我们通过将社会,地理和时间信息纳入矩阵分解(MF)技术来解决这个问题。为此,我们基于两个因素模拟社会影响:用户之间的相似之处在常见的办理登机手续和它们之间的友谊方面。我们根据明确的友谊网络和用户之间的高支票重叠介绍了两个友谊。我们基于用户的地理活动中心友好算法。结果表明,我们所提出的模型在两个真实的数据集中优于最先进的。更具体地说,我们的消融研究表明,社会模式在精确的@ 10分别在Gowalla和Yelp数据集中提高了我们所提出的POI推荐系统的表现。
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由于智能交通系统的快速发展(其)和道路上车辆数量的趋势,增加了丰富的道路交通数据。了解来自此数据的时空流量模式至关重要,并且已经有效帮助交通规划,道路结构等。然而,在Covid-19流行期间了解交通模式是非常具有挑战性的,因为有巨大的差异人民和车辆的旅行行为模式。在本文中,进行了一个案例研究以了解Covid-19期间的时空交通模式的变化。我们将非负矩阵分解(NMF)应用于引出模式。基于2019年和2020年期间观察到的时空模式行为,分析了NMF模型输出,该行为分别在大熊血和大流行情况下,在英国。分析的时空交通模式变化行为的产出将在智能运输系统中的交通管理领域和大流行或不可避免的情景阶段与道路交通的不同阶段的管理。
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The visual dimension of cities has been a fundamental subject in urban studies, since the pioneering work of scholars such as Sitte, Lynch, Arnheim, and Jacobs. Several decades later, big data and artificial intelligence (AI) are revolutionizing how people move, sense, and interact with cities. This paper reviews the literature on the appearance and function of cities to illustrate how visual information has been used to understand them. A conceptual framework, Urban Visual Intelligence, is introduced to systematically elaborate on how new image data sources and AI techniques are reshaping the way researchers perceive and measure cities, enabling the study of the physical environment and its interactions with socioeconomic environments at various scales. The paper argues that these new approaches enable researchers to revisit the classic urban theories and themes, and potentially help cities create environments that are more in line with human behaviors and aspirations in the digital age.
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由能够连接和交换消息的越来越多的移动设备而激励,我们提出了一种旨在模拟和分析网络中节点移动性的方法。我们注意到文献中的许多现有解决方案依赖于直接在节点联系人图表上计算的拓扑测量,旨在捕获节点在有利于原型设计,设计和部署移动网络的连接和移动模式方面的重要性。但是,每个措施都具有其特异性,并且无法概括最终随时间变化的节点重要性概念。与以前的方法不同,我们的方法基于节点嵌入方法,该方法模型和推出在保留其空间和时间特征的同时在移动性和连接模式中对节点的重要性。我们专注于基于一丝小组会议的案例研究。结果表明,我们的方法提供了提取不同移动性和连接模式的丰富表示,这可能有助于移动网络中的各种应用和服务。
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技术的改进与时间和时间相关的问题线性相关。已经看到,随着时间的推移,人类面临的问题数量也会增加。然而,解决这些问题的技术也往往会改善。最早的现有问题之一开始于车辆的发明内容是停车位。多年来,使用技术的易于解决这个问题已经发展,但停车问题仍然仍未解决。这背后的主要原因是停车不仅涉及一个问题,而且它包括一系列问题。其中一个问题是分布式停车生态系统中停车槽的占用检测。在分布式系统中,用户将找到优选的停车位,而不是随机停车位。在本文中,我们将基于Web的应用提出了一种用于在不同停车位停车空间检测的解决方案。该解决方案基于计算机视觉(CV),并使用Python 3.0中编写的Django框架构建。解决方案用于解决占用检测问题以及提供用户基于可用性和偏好确定块的选项。我们提出的系统的评估结果是有前途和有效的。所提出的系统也可以与不同的系统集成,并用于解决其他相关停车问题。
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非结构化的文本中存在大量的位置信息,例如社交媒体帖子,新闻报道,科学文章,网页,旅行博客和历史档案。地理学是指识别文本中的位置参考并识别其地理空间表示的过程。虽然地理标准可以使许多领域受益,但仍缺少特定应用程序的摘要。此外,缺乏对位置参考识别方法的现有方法的全面审查和比较,这是地理验证的第一个和核心步骤。为了填补这些研究空白,这篇综述首先总结了七个典型的地理应用程序域:地理信息检索,灾难管理,疾病监视,交通管理,空间人文,旅游管理和犯罪管理。然后,我们通过将这些方法分类为四个组,以基于规则的基于规则,基于统计学学习的基于统计学学习和混合方法将这些方法分类为四个组,从而回顾了现有的方法参考识别方法。接下来,我们彻底评估了27种最广泛使用的方法的正确性和计算效率,该方法基于26个公共数据集,其中包含不同类型的文本(例如,社交媒体帖子和新闻报道),包含39,736个位置参考。这项彻底评估的结果可以帮助未来的方法论发展以获取位置参考识别,并可以根据应用需求指导选择适当方法的选择。
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一个精心设计的警察巡逻路线设计对于在社会中提供社区安全和安全性至关重要。以前的作品主要专注于预测犯罪事件与历史犯罪数据。从基于位置的社交网络或签到和兴趣点(POI)数据的使用基本上地利用了用于设计有效警察巡逻的景点和景点的大规模移动数据。鉴于在现实情况下有多个警察在职,这使得解决问题更加复杂。在本文中,我们使用核对,犯罪,事件响应数据和POI信息制定多个警察的动态犯罪巡逻计划。我们提出了一个联合学习和非随机优化方法,了解可能的解决方案,其中多个警察同时巡逻高犯罪风险地区,而不是低犯罪风险领域。后来,实现了元启发式遗传算法(GA)和Cuckoo搜索(CS)以查找最佳路由。验证了所提出的解决方案的性能,并将使用现实世界数据集与几种最先进的方法进行了验证。
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