【摘要】：隨著全國(guó)汽車保有量的急劇增長(zhǎng),為了緩解大城市日益突出的停車?yán)щy,現(xiàn)如今中國(guó)各大城市級(jí)停車誘導(dǎo)系統(tǒng)的研究開發(fā)勢(shì)在必行。有效停車位預(yù)測(cè)是誘導(dǎo)系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的智能技術(shù)手段,對(duì)于駕駛員合理地選擇停車場(chǎng)和行車路線具有重要意義。然而預(yù)測(cè)離不開數(shù)據(jù)的支撐,如果沒有巨大的經(jīng)濟(jì)和時(shí)間投入,停車誘導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)際上很難搜集到停車位影響因素?cái)?shù)據(jù)和整個(gè)城市所有停車場(chǎng)的實(shí)時(shí)停車數(shù)據(jù)在短期預(yù)測(cè)方面,模型往往由于對(duì)外在影響因素的理解缺失而導(dǎo)致預(yù)測(cè)精度不佳而中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)隨著預(yù)測(cè)步長(zhǎng)或周期的增加,模型會(huì)出現(xiàn)誤差累積問題。本文針對(duì)短期預(yù)測(cè)和中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)所面臨的這兩個(gè)問題展開研究(1)停車位序列數(shù)據(jù)包含趨勢(shì)性、周期性、混沌性等基本特性,在基本趨勢(shì)性變化的基礎(chǔ)上,還受天氣環(huán)境等隨機(jī)因素影響而波動(dòng),因此預(yù)測(cè)模型的非線性擬合能力非常關(guān)鍵。在停車位短期預(yù)測(cè)過程中,為揭示停車位時(shí)序的非線性動(dòng)力學(xué)本質(zhì),本文提出一種基于相空間重構(gòu),結(jié)合天氣環(huán)境影響因素的長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型PW-LSTM(Long Short-Term Memory based on Phase Space Reconstruction and Weather Factors)。該方法通過時(shí)間延遲和嵌入維數(shù)將停車位時(shí)序映射到二維相空間中,然后結(jié)合天氣環(huán)境的特征屬性訓(xùn)練長(zhǎng)短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)未來的停車位進(jìn)行短期預(yù)測(cè)(2)短期預(yù)測(cè)離不開實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的支撐,然而對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)缺失情況下的停車場(chǎng)而言必須結(jié)合中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)技術(shù),本文提出基于非平穩(wěn)隨機(jī)過程和小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的中長(zhǎng)期混合預(yù)測(cè)模型SAW(non-stationary Stochastic And Wavelet Neural Networks)。文中以具有周期特性的非平穩(wěn)停車位歷史數(shù)據(jù)為研究對(duì)象,首先根據(jù)中心極限定理和大數(shù)定理對(duì)停車位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析其非平穩(wěn)過程,然后結(jié)合WNN(Wavelet Neural Networks),提出混合預(yù)測(cè)模型SAW來對(duì)未來某個(gè)時(shí)間段的停車位作有效預(yù)測(cè)綜上分析,本文實(shí)現(xiàn)了停車誘導(dǎo)系統(tǒng)中有效停車位短期預(yù)測(cè)和中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù),并都通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了提出方案的可行性和有效性。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明,基于相空間重構(gòu)的停車位序列數(shù)據(jù)更符合其非線性動(dòng)力學(xué)特性,有利于模型的學(xué)習(xí)訓(xùn)練,而引入相關(guān)的天氣因素則明顯提高了模型的短期預(yù)測(cè)精度。在中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方面,相比于單獨(dú)使用WNN和Lyapunov指數(shù)法作長(zhǎng)期預(yù)測(cè),SAW的計(jì)算復(fù)雜度更低,預(yù)測(cè)效果相對(duì)更加精確,并且有效解決了在失去實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支撐情況下多步長(zhǎng)期預(yù)測(cè)導(dǎo)致的誤差累積問題。精準(zhǔn)的有效泊位預(yù)測(cè)能夠低成本、快速地實(shí)現(xiàn)城市級(jí)停車實(shí)時(shí)誘導(dǎo),緩解停車難問題,具有廣闊的市場(chǎng)前景、良好的經(jīng)濟(jì)效益和較強(qiáng)的社會(huì)效益。
【圖文】：

全國(guó)范圍內(nèi)大概６１個(gè)城市保有量超過西方，而其中２７個(gè)甚至超２００萬輛，另外，北逡逑京、深圳等８?jìng)�(gè)城市超３００萬輛。２００９－２０１８年整個(gè)中國(guó)汽車保有量及同比增長(zhǎng)具體逡逑數(shù)據(jù)如圖１－１所示。綜合國(guó)土面積、石油資源、人Ｐ特征等方面考慮，汽車保有量預(yù)逡逑計(jì)２０３５年達(dá)到４．５億輛［２］。汽車保有量不斷增長(zhǎng)，導(dǎo)致停車設(shè)施需求也隨之?dāng)U大。目逡逑前，我國(guó)停車基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于汽車保有量X棾に俁齲３滴還└笨誥掊義洗螅蘧莨曳⒏奈⒉嫉氖菹允荊夜蟪鞘行∑滌臚３滴壞謀壤嘉保海埃福義現(xiàn)行〕鞘袘鬮保海埃擔(dān)敕⒋錒業(yè)模保海保誠(chéng)啾齲夜３滴槐壤勻黃�，停车设施辶x轄ㄉ櫨寫晟疲郟常蕁１Ｊ毓蘭�，，我国的停车位缺ＰＥ超过�(dān)埃埃巴蚋觶本�，晌r５齲峰義細(xì)齟蟪鞘械鈉當(dāng)Ｓ辛亢屯３滴皇慷員惹榭鋈繽跡保菜盡４蟪鞘械耐３滴輝對(duì)堵義獻(xiàn)悴渙巳嗣塹男棖�，停车难甚至已经臭溨向中小城市蔓褤砟囚|�。辶x希常埃埃埃板邋五澹埃跺義希擔(dān)常埃ュ義希玻擔(dān)埃埃板偉隋危玻矗埃玻卞

本文編號(hào)：2700877