Avançando as Previsões de Demanda de Táxi com o STEF-DHNet
O STEF-DHNet melhora as previsões de demanda de corridas pra um serviço e eficiência melhores.
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Índice
Prever quantas corridas de táxi a galera vai precisar é importante pra empresas que oferecem serviços de transporte por aplicativo. Acertar essa Previsão pode ajudar essas empresas a definir preços melhores, colocar Motoristas onde são mais necessários e melhorar a satisfação geral dos clientes. Mas essa tarefa pode ser complicada porque muitas coisas afetam quantas corridas são pedidas, como a hora do dia, condições climáticas e locais específicos. Entender esses fatores é a chave pra fazer previsões precisas.
A Importância de Previsões Precisas
Quando as empresas conseguem prever com precisão a Demanda por corridas, elas conseguem atender melhor seus clientes. Por exemplo, se souberem que um monte de gente vai precisar de corridas pra um show, podem garantir que tenha motoristas suficientes naquela área. Isso melhora a experiência tanto pra quem pega a corrida quanto pra quem dirige, gerando mais lucro pra empresa e menos tempo de espera pros clientes.
O Desafio de Prever a Demanda de Taxis
Prever a demanda não é fácil. A demanda varia muito com base em vários fatores. Certos horários, como horário de pico ou dias de chuva, podem aumentar bastante a necessidade de corridas. Além disso, a demanda em uma área pode ser influenciada pelo que rola nas áreas vizinhas. Por exemplo, um grande evento num estádio pode atrair muita gente dos bairros ao redor, aumentando a demanda por corridas.
Métodos Tradicionais e Limitações
No passado, as pessoas usavam modelos estatísticos tradicionais e técnicas básicas de aprendizado de máquina pra tentar prever a demanda. Embora sejam eficazes até certo ponto, esses métodos muitas vezes têm dificuldade em levar em conta múltiplos fatores complexos ao mesmo tempo. À medida que os dados de demanda mudam com o tempo, os modelos às vezes precisam de atualizações frequentes, tornando-os menos eficientes pra uso no mundo real.
Uma Nova Abordagem: STEF-DHNet
Pra melhorar a previsão de demanda, foi desenvolvido um novo modelo chamado STEF-DHNet. Esse modelo combina dois tipos poderosos de algoritmos: Redes Neurais Convolucionais (CNNs) e Redes de Memória de Longo e Curto Prazo (LSTM). O objetivo desse modelo é considerar tanto os dados históricos de corridas quanto Fatores Externos relevantes, tudo isso mantendo a precisão por períodos mais longos sem precisar de atualizações constantes.
Como o Modelo Funciona
O modelo STEF-DHNet pega dados de múltiplas fontes pra fazer suas previsões. Ele analisa como a demanda muda ao longo do tempo, levando em consideração fatores como clima, trânsito e eventos locais. As camadas de CNN são especialmente boas em reconhecer padrões em dados espaciais, enquanto as camadas de LSTM se destacam em entender como os dados mudam ao longo do tempo.
Incorporando Fatores Externos
Uma das forças do STEF-DHNet é sua habilidade de integrar fatores externos que influenciam a demanda de corridas, como os locais de áreas movimentadas como aeroportos ou universidades. Fazendo isso, o modelo consegue dar uma visão mais completa do que vai acontecer no futuro. Por exemplo, ele sabe que mais corridas vão ser necessárias em um aeroporto logo depois que os voos pousam.
Coleta e Preparação de Dados
Pra criar esse modelo, é necessário coletar e processar uma grande quantidade de dados. Isso inclui pedidos históricos de corridas, localizações geográficas e vários fatores externos. Dados de diferentes cidades são frequentemente coletados pra garantir que o modelo funcione bem em vários contextos.
Os dados de demanda são divididos em regiões menores pra facilitar a análise. Cada região é tratada como uma grade, permitindo que o modelo foque em áreas específicas. Fatores externos também são mapeados nessas grades pra ver como se relacionam com a demanda de corridas em cada região.
Testando o Modelo
Uma vez que os dados estão preparados, o modelo é testado usando conjuntos de dados do mundo real. A eficácia do STEF-DHNet é comparada com outros métodos comumente usados. Várias estatísticas são calculadas pra medir o quão bem o modelo se sai em prever o número de corridas solicitadas.
Os resultados mostram consistentemente que o STEF-DHNet supera os modelos tradicionais. Ele consegue fazer previsões precisas não só a curto prazo, mas também por períodos mais longos, o que é uma vantagem significativa pra empresas que gerenciam serviços de transporte.
Benefícios Práticos
A capacidade de prever corretamente a demanda por corridas traz diversos benefícios para os serviços de transporte por aplicativo. As empresas podem otimizar suas operações colocando mais motoristas em áreas de alta demanda quando eles forem necessários. Isso pode reduzir os tempos de espera para os clientes e aumentar os ganhos dos motoristas.
Além disso, entendendo quando e onde a demanda será alta, as empresas podem ajustar suas estratégias de preços de forma eficaz. Por exemplo, quando a demanda aumenta, pode-se implementar tarifas de surto, beneficiando tanto os motoristas quanto o lucro da empresa.
Eficiência do Modelo
O STEF-DHNet não é só preciso; ele também é eficiente em termos de computação. As empresas podem usá-lo sem precisar dos computadores mais potentes, tornando-o acessível mesmo para firmas menores. O tempo de treinamento desse modelo é razoável, permitindo que as empresas se adaptem rapidamente a padrões de demanda de corridas que mudam.
Conclusão
Em resumo, prever a demanda por serviços de transporte por aplicativo é uma tarefa complexa, mas essencial. O modelo STEF-DHNet representa um avanço significativo nessa área ao combinar efetivamente técnicas de aprendizado profundo com fatores externos essenciais. À medida que a demanda por previsões precisas e oportunas continua a crescer, essa nova abordagem pode trazer benefícios substanciais para as empresas de transporte, melhorando sua eficiência operacional e satisfação do cliente.
Título: STEF-DHNet: Spatiotemporal External Factors Based Deep Hybrid Network for Enhanced Long-Term Taxi Demand Prediction
Resumo: Accurately predicting the demand for ride-hailing services can result in significant benefits such as more effective surge pricing strategies, improved driver positioning, and enhanced customer service. By understanding the demand fluctuations, companies can anticipate and respond to consumer requirements more efficiently, leading to increased efficiency and revenue. However, forecasting demand in a particular region can be challenging, as it is influenced by several external factors, such as time of day, weather conditions, and location. Thus, understanding and evaluating these factors is essential for predicting consumer behavior and adapting to their needs effectively. Grid-based deep learning approaches have proven effective in predicting regional taxi demand. However, these models have limitations in integrating external factors in their spatiotemporal complexity and maintaining high accuracy over extended time horizons without continuous retraining, which makes them less suitable for practical and commercial applications. To address these limitations, this paper introduces STEF-DHNet, a demand prediction model that combines Convolutional Neural Network (CNN) and Long Short-Term Memory (LSTM) to integrate external features as spatiotemporal information and capture their influence on ride-hailing demand. The proposed model is evaluated using a long-term performance metric called the rolling error, which assesses its ability to maintain high accuracy over long periods without retraining. The results show that STEF-DHNet outperforms existing state-of-the-art methods on three diverse datasets, demonstrating its potential for practical use in real-world scenarios.
Autores: Sheraz Hassan, Muhammad Tahir, Momin Uppal, Zubair Khalid, Ivan Gorban, Selim Turki
Última atualização: 2023-06-26 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2306.14476
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.14476
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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