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An Online Adaptive Boosting Ensemble Approach to Human Mobility Prediction at a Metropolitan Scale

研究課題

研究課題/領域番号 20K19782
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分60060:情報ネットワーク関連
研究機関東京大学

研究代表者

FAN ZIPEI  東京大学, 空間情報科学研究センター, 特任講師 (70835397)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードEmergency management / Spatial data mining / IoT in Urban System / Mobility Prediction / Ensemble Model / Human Mobility Modeling / Ubiquitous Computing / Urban Computing / Deep Learning / Transfer Learning
研究開始時の研究の概要

Irregular human mobility is critical to a smart city. In this proposal, we model the irregularities in three directions: 1)precedent irregular mobility is modeled as few-shot learning to build human mobility deep learning model from very few samples; 2)To predict an online unprecedented human mobility;, irregular mobility at individual-level is discovered and aggregated at a metropolitan scale via personalized human mobility modeling; 3)online model fusion (regular mobility predictor, precedent/unprecedented human mobility predictors) is conducted in an adaptive ensemble learning framework.

研究成果の概要

提案中のオンライン適応型アンサンブル移動予測モデルの開発を終え、このプロジェクトの重要な手法に関連する複数の論文を会議かジャーナルに発表した。不規則交通予測では、不規則交通のノードを正規のものと分離して不規則交通の予測可能性を高めるカリキュラム学習法を提案し、AAAIに掲載されました。不規則性シミュレーションパートでは、可視化ジャーナルTVCGと、オンラインアンサンブルの部分は、データマイニングのジャーナルTKDEに発表されました。また、移動予測システムのリアルタイム実装と不定期イベントのシミュレーション結果に関する論文1本が、空間データの会議であるsigspatialに発表されました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

規則的な移動パターンは、モデル化しやすく、予測しやすい。しかし、花火大会やコミケなどの集客イベントや、大地震や台風などの自然災害時の移動など、現実世界の多くの移動パターンには不規則性が見られます。防災や災害対策など、多くの応用シーンにおいて、人間の不規則な移動は、日常的な移動よりもはるかに重要な役割を担っています。このような背景から、本プロジェクトでは、不規則な移動のモデリングに焦点を当て、不規則な移動の特徴を様々な側面から分析し、適応的なアンサンブルアプローチによって統合します。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 15件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Metropolitan-scale Mobility Digital Twin2023

    • 著者名/発表者名
      Fan Zipei、Jiang Renhe、Shibasaki Ryosuke
    • 雑誌名

      Proceedings of the Sixteenth ACM International Conference on Web Search and Data Mining

      巻: 0 ページ: 1301-1302

    • DOI

      10.1145/3539597.3575782

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] MepoGNN: Metapopulation Epidemic Forecasting with Graph Neural Networks2023

    • 著者名/発表者名
      Cao Qi、Jiang Renhe、Yang Chuang、Fan Zipei、Song Xuan、Shibasaki Ryosuke
    • 雑誌名

      Machine Learning and Knowledge Discovery in Databases. ECML PKDD 2022. Lecture Notes in Computer Science

      巻: 0 ページ: 453-468

    • DOI

      10.1007/978-3-031-26422-1_28

    • ISBN
      9783031264214, 9783031264221
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Online trajectory prediction for metropolitan scale mobility digital twin2022

    • 著者名/発表者名
      Fan Zipei、Yang Xiaojie、Yuan Wei、Jiang Renhe、Chen Quanjun、Song Xuan、Shibasaki Ryosuke
    • 雑誌名

      Proceedings of the 30th International Conference on Advances in Geographic Information Systems

      巻: 0 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1145/3557915.3561040

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ST-ExpertNet: A Deep Expert Framework for Traffic Prediction2022

    • 著者名/発表者名
      Wang Hongjun、Chen Jiyuan、Fan Zipei、Zhang Zhiwen、Cai Zekun、Song Xuan
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering

      巻: 0 号: 7 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1109/tkde.2022.3196936

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] EpiMob: Interactive Visual Analytics of Citywide Human Mobility Restrictions for Epidemic Control2022

    • 著者名/発表者名
      Yang Chuang、Zhang Zhiwen、Fan Zipei、Jiang Renhe、Chen Quanjun、Song Xuan、Shibasaki Ryosuke
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics

      巻: 0 号: 8 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/tvcg.2022.3165385

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Discovering Key Sub-Trajectories to Explain Traffic Prediction2022

    • 著者名/発表者名
      Wang Hongjun、Fan Zipei、Chen Jiyuan、Zhang Lingyu、Song Xuan
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 23 号: 1 ページ: 130-130

    • DOI

      10.3390/s23010130

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Human Mobility-based Individual-level Epidemic Simulation Platform2022

    • 著者名/発表者名
      Fan Zipei、Yang Chuang、Zhang Zhiwen、Song Xuan、Liu Yinghao、Jiang Renhe、Chen Quanjun、Shibasaki Ryosuke
    • 雑誌名

      ACM Transactions on Spatial Algorithms and Systems

      巻: 8 号: 3 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1145/3491063

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Predicting Citywide Crowd Dynamics at Big Events: A Deep Learning System2022

    • 著者名/発表者名
      Jiang Renhe、Cai Zekun、Wang Zhaonan、Yang Chuang、Fan Zipei、Chen Quanjun、Song Xuan、Shibasaki Ryosuke
    • 雑誌名

      ACM Transactions on Intelligent Systems and Technology

      巻: 13 号: 2 ページ: 1-24

    • DOI

      10.1145/3472300

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatio-Temporal-Categorical Graph Neural Networks for Fine-Grained Multi-Incident Co-Prediction2021

    • 著者名/発表者名
      Wang Zhaonan、Jiang Renhe、Cai Zekun、Fan Zipei、Liu Xin、Kim Kyoung-Sook、Song Xuan、Shibasaki Ryosuke
    • 雑誌名

      Proceedings of 30th ACM International Conference on Information and Knowledge Management (CIKM)

      巻: - ページ: 2060-2069

    • DOI

      10.1145/3459637.3482482

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Countrywide Origin-Destination Matrix Prediction and Its Application for COVID-192021

    • 著者名/発表者名
      Jiang Renhe、Wang Zhaonan、Cai Zekun、Yang Chuang、Fan Zipei、Xia Tianqi、Matsubara Go、Mizuseki Hiroto、Song Xuan、Shibasaki Ryosuke
    • 雑誌名

      Joint European Conference on Machine Learning and Knowledge Discovery in Databases

      巻: - ページ: 319-334

    • DOI

      10.1007/978-3-030-86514-6_20

    • ISBN
      9783030865139, 9783030865146
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Pulse of Urban Transport: Exploring the Co-evolving Pattern for Spatio-temporal Forecasting2021

    • 著者名/発表者名
      Deng Jinliang、Chen Xiusi、Fan Zipei、Jiang Renhe、Song Xuan、Tsang Ivor W.
    • 雑誌名

      ACM Transactions on Knowledge Discovery from Data

      巻: 15 号: 6 ページ: 1-25

    • DOI

      10.1145/3450528

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] FedVoting: A Cross-Silo Boosting Tree Construction Method for Privacy-Preserving Long-Term Human Mobility Prediction2021

    • 著者名/発表者名
      Liu Yinghao、Fan Zipei、Song Xuan、Shibasaki Ryosuke
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 21 号: 24 ページ: 8282-8282

    • DOI

      10.3390/s21248282

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] DeepCrowd: A Deep Model for Large-Scale Citywide Crowd Density and Flow Prediction2021

    • 著者名/発表者名
      Jiang Renhe、Cai Zekun、Wang Zhaonan、Yang Chuang、Fan Zipei、Chen Quanjun、Tsubouchi Kota、Song Xuan、Shibasaki Ryosuke
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering

      巻: - ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/tkde.2021.3077056

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Transfer Urban Human Mobility via POI Embedding over Multiple Cities2021

    • 著者名/発表者名
      Jiang Renhe、Song Xuan、Fan Zipei、Xia Tianqi、Wang Zhaonan、Chen Quanjun、Cai Zekun、Shibasaki Ryosuke
    • 雑誌名

      ACM/IMS Transactions on Data Science

      巻: 2 号: 1 ページ: 1-26

    • DOI

      10.1145/3416914

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Will you go where you search? A deep learning framework for estimating user search-and-go behavior2020

    • 著者名/発表者名
      Jiang Renhe、Chen Quanjun、Cai Zekun、Fan Zipei、Song Xuan、Tsubouchi Kota、Shibasaki Ryosuke
    • 雑誌名

      Neurocomputing

      巻: - ページ: 338-348

    • DOI

      10.1016/j.neucom.2020.10.001

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Metropolitan-scale Mobility Digital Twin2022

    • 著者名/発表者名
      Zipei Fan
    • 学会等名
      he Sixteenth ACM International Conference on Web Search and Data Mining
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial Big Data Meets AI: Applications and Perspectives2022

    • 著者名/発表者名
      Zipei Fan
    • 学会等名
      2022 IEEE International Conference on Big Data (Big Data)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Spatio-Temporal-Categorical Graph Neural Networks for Fine-Grained Multi-Incident Co-Prediction2021

    • 著者名/発表者名
      Wang Zhaonan
    • 学会等名
      the 30th ACM International Conference on Information & Knowledge Management
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Countrywide Origin-Destination Matrix Prediction and Its Application for COVID-192021

    • 著者名/発表者名
      Jiang Renhe
    • 学会等名
      Joint European Conference on Machine Learning and Knowledge Discovery in Databases
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会・シンポジウム開催] UbiComp / ISWC 20202020

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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