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http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/26018
Título: | Evaluación y aplicación de diferentes estructuras de redes neuronales para grafos : implementación de ensambles de modelos GNN. |
Autor: | Ortiz Nicola, Andrés Francisco |
Director: | Flores Sánchez, Miguel Alfonso |
Palabras clave: | MATEMÁTICAS PREDICCIÓN DE TRÁFICO REDES NEUROLNALES DE GRAFOS REDES RECURRENTES MODELOS DE ENSAMBLE ERROR CUADRÁTICO MEDIO |
Fecha de publicación: | jul-2024 |
Editorial: | Quito : EPN, 2024. |
Citación: | Ortiz Nicola, A.F. (2024). Evaluación y aplicación de diferentes estructuras de redes neuronales para grafos : implementación de ensambles de modelos GNN. 69 páginas. Quito : EPN. |
Resumen: | This study focuses on the development and comparison of ensemble models of graph neural networks (GNN) for urban traffic prediction, evaluating their ability to capture spatial and temporal dependencies. Accurate traffic prediction is crucial for governments and private companies to implement measures such as route planning, public transport expansion, and navigation service improvements. For this purpose, a widely recognized traffic dataset was used, in which the road network was modeled as a graph. Each node in the graph represents an intersection or road segment and contains attributes such as speed, detected through sensors installed along the roads. Several GNN models were implemented, including convolutional networks and attention networks, which, when combined with models that allow the study of sequential data, such as recurrent networks, better leverage both the spatial and temporal characteristics of the data. Additionally, ensemble strategies for these models were explored to improve prediction accuracy, employing techniques such as gradient boosting and averaging predictions from different base models. The results were evaluated using metrics such as Mean Squared Error (MSE) and Mean Absolute Error (MAE), showing that ensemble models provide significant improvements in the predictive power of graph neural network models. |
Descripción: | Este estudio se centra en el desarrollo y la comparación de modelos de ensamble de redes neuronales de grafos (GNN) para la predicción del tráfico urbano, evaluando su capacidad para capturar dependencias espaciales y temporales. La predicción precisa del tráfico es fundamental para que gobiernos y empresas privadas puedan implementar medidas como la planificación de rutas, la expansión del transporte público y la mejora de servicios de navegación. Para este propósito, se utilizó una base de datos de tráfico ampliamente reconocida, en la cual se modeló la red de carreteras como un grafo. Cada nodo del grafo representa una intersección o segmento de carretera y contiene atributos como la velocidad, detectada a través de sensores instalados a lo largo de las vías. Se implementaron varios modelos de GNN, incluyendo redes de convolución y redes de atención que, al ser combinadas con modelos que permitan el estudio de datos secuenciales como las redes recurrentes, permiten aprovechar de mejor manera las características no solo espaciales, sino también temporales de los datos. Además, se exploraron estrategias de ensamble de estos modelos para mejorar la precisión de las predicciones, empleando técnicas como la potenciación del gradiente y el promedio de predicciones de diferentes modelos base. Los resultados obtenidos se evaluaron utilizando métricas como el error cuadrático medio (MSE) y el error absoluto medio (MAE), mostrando que los modelos de ensamble proporcionan mejoras significativas en el poder predictivo de los modelos de redes neuronales de grafos. |
URI: | http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/26018 |
Tipo: | Trabajo de Integración Curricular |
Aparece en las colecciones: | TIC - Ingeniería Matemática Aplicada |
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