The path inference filter: model-based low-latency map matching of probe vehicle data

We consider the problem of reconstructing vehicle trajectories from sparse sequences of GPS points, for which the sampling interval is between 10 seconds and 2 minutes. We introduce a new class of algorithms, called altogether path inference filter (PIF), that maps GPS data in real time, for a variety of trade-offs and scenarios, and with a high throughput. Numerous prior approaches in map-matching can be shown to be special cases of the path inference filter presented in this article. We present an efficient procedure for automatically training the filter on new data, with or without ground truth observations. The framework is evaluated on a large San Francisco taxi dataset and is shown to improve upon the current state of the art. This filter also provides insights about driving patterns of drivers. The path inference filter has been deployed at an industrial scale inside the Mobile Millennium traffic information system, and is used to map fleets of data in San Francisco, Sacramento, Stockholm and Porto.Comment: Preprint, 23 pages and 23 figure

Arriving on time: estimating travel time distributions on large-scale road networks

Most optimal routing problems focus on minimizing travel time or distance traveled. Oftentimes, a more useful objective is to maximize the probability of on-time arrival, which requires statistical distributions of travel times, rather than just mean values. We propose a method to estimate travel time distributions on large-scale road networks, using probe vehicle data collected from GPS. We present a framework that works with large input of data, and scales linearly with the size of the network. Leveraging the planar topology of the graph, the method computes efficiently the time correlations between neighboring streets. First, raw probe vehicle traces are compressed into pairs of travel times and number of stops for each traversed road segment using a `stop-and-go' algorithm developed for this work. The compressed data is then used as input for training a path travel time model, which couples a Markov model along with a Gaussian Markov random field. Finally, scalable inference algorithms are developed for obtaining path travel time distributions from the composite MM-GMRF model. We illustrate the accuracy and scalability of our model on a 505,000 road link network spanning the San Francisco Bay Area

Large scale estimation of arterial traffic and structural analysis of traffic patterns using probe vehicles

International audienceEstimating and analyzing traffi c conditions on large arterial networks is an inherently diffi cult task. The fi rst goal of this article is to demonstrate how arterial tra c conditions can be estimated using sparsely sampled GPS probe vehicle data provided by a small percentage of vehicles. Traffi c signals, stop signs, and other flow inhibitors make estimating arterial traffi c conditions significantly more diffi cult than estimating highway traffi c conditions. To address these challenges, we propose a statistical modeling framework that leverages a large historical database and relies on the fact that tra ffic conditions tend to follow distinct patterns over the course of a week. This model is operational in North California, as part of the Mobile Millennium tra ffic estimation platform. The second goal of the article is to provide a global network-level analysis of tra ffic patterns using matrix factorization and clustering methods. These techniques allow us to characterize spatial tra ffic patterns in the network and to analyze traffi c dynamics at a network scale. We identify tra ffic patterns that indicate intrinsic spatio-temporal characteristics over the entire network and give insight into the traffi c dynamics of an entire city. By integrating our estimation technique with our analysis method, we achieve a general framework for extracting, processing and interpreting traffi c information using GPS probe vehicle data

Menschen mit Demenz – unterwegs im öffentlichen Raum. Situationen und Unterstützungsmöglichkeiten

Im Projekt „Demenz in Bewegung“ wird die außerhäusliche Mobilität von Menschen mit Demenz erforscht. In Österreich leben an die 130.000 Personen mit Demenz, wobei sich beobachten lässt, dass sich sowohl die Personen mit Demenz, als auch ihre Zu- und Angehörigen aus dem gesellschaftlichen Leben und der außerhäuslichen Mobilität mit fortschreitender Krankheit zunehmend zurückziehen. Um diesem Phänomen entgegenzuwirken und allen Personen außerhäusliche Mobilität zu ermöglichen, werden die Mobilitätsbedürfnisse und -erfahrungen von Menschen mit Demenz untersucht. Im Projekt wurde im Jahr 2017 eine empirische Studie durchgeführt, in der Menschen mit Demenz unmittelbar ihre Erfahrungen, Wünsche und Bedürfnisse bei ihren Wegen im öffentlichen Raum und beim Nutzen von öffentlichen Verkehrsmitteln in die Forschung einbringen konnten. Um nun die Ergebnisse dieser partizipativen Mobilitätsforschung für verschiedene verkehrsplanerische Berufsgruppen aufzuarbeiten, werden im Jahr 2018 – in partizipativen Dialogen mit Stakeholdern – Handlungsempfehlungen erarbeitet

Multiply Robust Estimation for Local Distribution Shifts with Multiple Domains

Distribution shifts are ubiquitous in real-world machine learning applications, posing a challenge to the generalization of models trained on one data distribution to another. We focus on scenarios where data distributions vary across multiple segments of the entire population and only make local assumptions about the differences between training and test (deployment) distributions within each segment. We propose a two-stage multiply robust estimation method to improve model performance on each individual segment for tabular data analysis. The method involves fitting a linear combination of the based models, learned using clusters of training data from multiple segments, followed by a refinement step for each segment. Our method is designed to be implemented with commonly used off-the-shelf machine learning models. We establish theoretical guarantees on the generalization bound of the method on the test risk. With extensive experiments on synthetic and real datasets, we demonstrate that the proposed method substantially improves over existing alternatives in prediction accuracy and robustness on both regression and classification tasks. We also assess its effectiveness on a user city prediction dataset from Meta.Comment: 9 pages, 4 figure

LEARNING AND ESTIMATION APPLICATIONS OF AN ONLINE HOMOTOPY ALGORITHM FOR A GENERALIZATION OF THE LASSO

Abstract. The LASSO is a widely used shrinkage and selection method for linear regression. We propose a generalization of the LASSO in which the l 1 penalty is applied on a linear transformation of the regression parameters, allowing to input prior information on the structure of the problem and to improve interpretability of the results. We also study time varying system with an l 1 -penalty on the variations of the state, leading to estimates that exhibit few "jumps". We propose a homotopy algorithm that updates the solution as additional measurements are available. The algorithm takes advantage of the sparsity of the solution for computational efficiency and is promising for mining large datasets. The algorithm is implemented on three experimental data sets representing applications to traffic estimation from sparsely sampled probe vehicles, flow estimation in tidal channels and text analysis of on-line news. Least-squares regression with l 1 -norm regularization is known as the LASSO algorith

Mit Menschen mit Demenz forschen – ethische Reflexionen einer qualitativen Forschungspraxis zur Mobilität im öffentlichen Raum

In diesem Beitrag reflektieren wir ethische Fragen der qualitativen Forschung mit Menschen mit Demenz anhand konkreter Projekterfahrungen und stellen theoretische Bezüge her. In dem Forschungsprojekt "Demenz in Bewegung: Studie und Handlungsempfehlungen für demenzfreundliches Unterwegssein im öffentlichen Verkehrssystem" partizipieren Menschen mit Demenz am Forschungsprozess. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden narrative Interviews zu Alltagserfahrungen und Mobilitätsbedürfnissen, eine Begehungsstudie mit Spaziergängen sowie eine Machbarkeitstestung von bestehenden technischen Hilfsmitteln durchgeführt. Zentrale ethische Herausforderungen zeigten sich sowohl in der theoretischen Fundierung als auch bei Vorbereitung und Durchführung der Untersuchung. Wir diskutieren den Grundsatz des informierten Einverständnisses als prozessorientierte Einwilligung (process consent) vor dem Hintergrund von Anforderungen institutionalisierter Prüfverfahren durch Ethikkommissionen. Darüber hinaus zeigen wir, dass unsere Entscheidung, "Demenz" im Gespräch mit betroffenen Menschen offen anzusprechen, im Spannungsfeld zwischen transparenter Information, dem Risiko zu verletzen und der Chance, ermächtigend zu wirken, steht

Barrierefreier Städtetourismus in Wien : problemlos mit dem Rollstuhl vom Hotel zu verschiedenen Sehenswürdigkeiten im 1. Bezirk

Eine Reise mit einem Rollstuhl zu planen kann eine gewisse Herausforderung darstellen und bedarf einer langen Planungs- und Vorbereitungszeit. Im Gegensatz zu gehenden TouristInnen ist für RollstuhlfahrerInnen die Barrierefreiheit erheblich, ob ein Urlaub gebucht werden kann oder nicht. Diese Arbeit soll einen Überblick über die rechtlichen Grundlagen und die Realität der Beschaffenheit der Wiener Straßenräume, der öffentlichen Verkehrsmitteln, der barrierefreien Hotels und der barrierefrei zugänglichen Geschäfte geben. Es gibt allerhand Literatur und Webseiten, die Informationen über barrierefreie Sehenswürdigkeiten und Freizeitangebote gesammelt und veröffentlich haben, allerdings fehlen die Wege zwischen den einzelnen beschriebenen Stationen. Aus den Beschreibungen geht demnach nicht hervor, welche Gehsteigneigungen, Straßenüberquerungen, Bodenbeläge, barrierefreie WC-Anlagen oder stufenlose öffentliche Verkehrsmittel eine Stadt zu bieten hat. Die Wege zwischen den barrierefreien Sehenswürdigkeiten und Gebäuden sollen in dieser Arbeit beschrieben werden und so reiseplanenden RollstuhlfahrerInnen die Möglichkeit geben sich Wien als barrierefreie Stadt vorstellen zu können. Das Neuartige dieser Arbeit ist die zusammenhängende Route von ausgewählten barrierefreien Hotels in und durch die Innenstadt. Es werden einerseits barrierefreie Hotels analysiert, die Wege von ausgewählten Hotels bis zur nächsten U-Bahn Station auf ihre Barrierefreiheit untersucht, der Weg mit den öffentlichen Verkehrsmitteln ermittelt und eine barrierefreie Route im ersten Bezirk entwickelt. Die Wien-Route ist so konzipiert, dass sie auf mehrere Tage aufgeteilt werden kann und Spielraum für individuelle Gestaltungen zulässt.Planning a vacation trip for wheelchair users requires a sophisticated survey of local infrastructure and barrier-free offers of accommodations or places of interest. Compared to tourists without the necessity of special auxiliary devices for locomotion the wheelchair users experience of vacation corresponds to notice of his/her particular needs by destination infrastructure and organizations. This and the possibility to determine the conditions before booking the vacation trip affect also the destination decision. This master thesis provides an overview of legal bases and the reality of implemented construction and equipment of road space, public transportation, barrier-free hotels and shops in Viennas city centre. Presently various literature and websites provide information about barrier-free places of interest or leisure activities, but the routes between those places or the routes from accommodation to places of interest are totally missing. Tourists in wheelchairs cannot evaluate the local conditions of sidewalks, street crossings, barrier-free transportation or toilets before being on location. The routes between the places of interest are evaluated and described in this master thesis to provide an enhanced planning possibility to tourists in wheelchairs for their vacation trips to Vienna. The extension of currently existing information is the determination of a continuous route from selected barrier-free hotels to Vienna city centre and through the city to famous places of interest. Therefore barrier-free routes from hotels to next metro stations are evaluated, the journey with metro described and a totally barrier-free route is designed for Vienna city centre. This route between the places of interest is designed to see all famous places within one day or to split it for several days to provide flexibility for individual plans of sightseeing in Vienna.Birgit HofleitnerMit englischer ZusammenfassungUniversität für Bodenkultur Wien, Masterarbeit, 2016(VLID)193607