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Heuristic Knowledge-Driven Spatio-Temporal Forecasting via Multigraph

delete2026-02-27
delete0
PRE
AI
X
Xiao Xiao
X
Xufeng Xiang
杨馨越 封面图
杨馨越 (Xinyue Yang)
Z
Zhiling Jin
J
Jing Xu
S
Shuo Wang
G
Guoqiang Mao
邵伟 封面图
邵伟 (Wei Shao)
DOI:10.1109/tnnls.2026.3656372delete
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摘要

摘要

En 中文
精确长期预测在实践应用中的重要性日益凸显。停车资源预测和环境质量监测等广泛场景,高度依赖LSTF的准确时空预测能力。该技术通过结合时空维度的交互关系与上下文数据集成,强化了预测效果。随着时间推移,图神经网络(GNNs)在捕捉空间相关性方面已被证明具有高度有效性。近期进展引入了多图神经网络(MGNNs),通过纳入更多上下文信息以提高预测精度。然而,当MGNNs应用于长期时空预测(LSTF)时,面临泛化能力有限、上下文利用不足、静态图融合方法以及忽视动态相互关系等挑战。为解决这些问题,我们提出了新型图结构,在编码各节点上下文信息的同时,充分挖掘长期时空依赖性。此外,本研究设计了动态多图融合架构,整合空间维度、时间特征和图注意力机制,以同时捕捉图内节点关联和跨图交互。为强化关系分析,采用了可训练权重张量对跨图节点重要性进行定量评估。在三个大规模基准数据集上的系统实验证实,该方法显著提升了现有GNNs在LSTF任务中的性能。
Keyword:
Attention mechanisms
deep learning
graph neural networks (GNNs)
long-term spatio-temporal forecasting (LSTF)

期刊

IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems 封面图
IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems
IF:
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