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CausalTAD:基于因果隐式生成模型的无偏在线轨迹异常检测

机器学习 2024-12-30 v1

摘要

轨迹异常检测旨在给定源-目的地(SD)对,估计轨迹的异常风险,已成为许多实际应用中的关键问题。现有方法直接训练用于观察轨迹的生成模型,并计算条件生成概率 P(TC)P({T}|{C}) 作为异常风险,其中 T{T}C{C} 分别代表轨迹和 SD 对。然而,我们认为观察到的轨迹受道路网络偏好所 confounding,这是 SD 分布和轨迹的共同原因。现有方法忽略了这一问题,限制了其在分布外轨迹上的泛化能力。在本文中,我们定义了去偏轨迹异常检测问题,并提出一种因果隐式生成模型,称为 CausalTAD,以解决该问题。CausalTAD 采用 do 微积分消除道路网络偏好的 confounding 偏差,并估计 P(Tdo(C))P({T}|do({C})) 作为异常准则。大量实验表明,CausalTAD 不仅在训练轨迹上实现了优异性能,而且在分布外数据上的性能提升显著,分别提升了 2.1%5.7%2.1\% \sim 5.7\%10.6%32.7%10.6\% \sim 32.7\%

关键词

引用

@article{arxiv.2412.18820,
  title  = {CausalTAD: Causal Implicit Generative Model for Debiased Online Trajectory Anomaly Detection},
  author = {Wenbin Li and Di Yao and Chang Gong and Xiaokai Chu and Quanliang Jing and Xiaolei Zhou and Yuxuan Zhang and Yunxia Fan and Jingping Bi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.18820},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted by ICDE 2024