基于相空間重構(gòu)和SVR的短時間交通流預測方法研究
發(fā)布時間:2020-03-23 01:32
【摘要】:交通信息與云計算、物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)相結(jié)合已成為智慧城市發(fā)展的重要舉措之一,在提高道路通行能力、解決城市道路擁堵、減少環(huán)境污染等方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。交通流預測是其系統(tǒng)中信息處理、智能控制的關(guān)鍵要素之一,也是提高交通服務水平、增強用戶體驗滿意度的重要應用基礎(chǔ)之一。由于城市道路中交通流狀態(tài)的復雜性和時變性,掌握交通流變化規(guī)律以及預測任意時刻的交通流狀況實屬不易,因此對于短時交通流的實時預測頗有研究意義。本文以復雜的城市交通路網(wǎng)為研究背景,應用OpenITS系統(tǒng)提供的開放微波數(shù)據(jù),對采集到的交通流量數(shù)據(jù)進行特征分析,發(fā)現(xiàn)每個探測點的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)周期性的特征,之后應用Pearson相關(guān)系數(shù)去測量各個微波檢測設備之間的相關(guān)性,為文中根據(jù)實測點之間的關(guān)聯(lián)性去預測交通流提供支持。本文在對相空間重構(gòu)進行研究的基礎(chǔ)上,分析了交通流可看作混沌時間序列的必然性。在求解重構(gòu)相空間的過程中,為適應相空間的重構(gòu)條件,對最近臨算法(K-Nearest Neighbor classification,KNN)中帶有標簽的樣本數(shù)據(jù)這一條件和判別標準進行修改,從而獲取重構(gòu)相空間的基本參數(shù):延遲時間和嵌入維度。同時,該工作屬于基于相空間重構(gòu)和支持向量回歸機(Support Vector Regression,SVR)的短時交通流預測模型的輸入模塊,為樣本數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為模型輸入提供了整合基礎(chǔ)。本文對支持向量機(Support Vector Machine,SVM)進行了研究,應用同SVM原理類似且適用于預測問題的支持向量回歸機。因交通流數(shù)據(jù)的非線性特征,在模型構(gòu)建時,采用高斯核函數(shù)對輸入數(shù)據(jù)進行高維空間的映射。本文模型的構(gòu)建與求解過程如下:首先,應用相空間重構(gòu)理論對樣本數(shù)據(jù)進行整合;然后,將重構(gòu)后的數(shù)據(jù)輸入到SVR模型中構(gòu)建基于相空間重構(gòu)和SVR的短時交通流預測模型;之后,進行模型訓練,采用較為普遍的十折交叉驗證的方法進行參數(shù)尋優(yōu)的工作;最后,應用實測交通流數(shù)據(jù)對該模型進行試驗,并以此做交通流評價指標分析,同時將該模型與神經(jīng)網(wǎng)絡和常規(guī)SVR模型進行結(jié)果對比分析。經(jīng)過實驗驗證,該模型預測性能更好,更能有效地進行短時交通流預測。
【圖文】:
采集時間為2016年10月11日至2016年10月15日的6:30-9:30。逡逑OpenITS合肥示范區(qū)位于安徽省合肥市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)黃山路沿線,潮汐交逡逑通特征明顯。示范區(qū)范圍包括以下6個路口及其相鄰路段,如圖3-1所示,紅色逡逑方框圈出的路口從左到右、從上及下的名稱分別為:黃山路玉蘭大道口、黃山路逡逑香樟大道口、黃山路天柱路口、黃山路科學大道口、黃山路天智路口、科學大道逡逑天湖路口。逡逑匕結(jié)V錁渝蚊我蚵峰義稀W皺危傘義希潁頩cU啠卞我鉸訪佩蝦>嘀逡逑?邋S邋?邋ub命?;!邋土邐路邐^逡逑I邐■邋B邐■■丨邋J邐—*邐宋冢S逡逑\邋n邐WM邋■"逡逑?阻兒水C邐:/^:/;,邐-P植;8店辶x下壇牽抗鴰ㄔ板義廈緯繕縝誨義希卞義咸鞛靛翁歟幻髀峰翁祀楨翁烊ゅ義稀峰微峭罰α洗賜丁洞螅沃峰義賢跡常戲適痙肚段у義希疲椋紓酰潁邋澹常卞澹齲澹媯澹殄澹洌澹恚錚睿螅簦潁幔簦椋錚鑠澹幔潁澹徨義賢跡常彩竊諭跡常鋇幕∩,更加详细地展示了微波检拆x璞副嗪龐肼吠誨義喜嬋詰畝雜叵擔懷鏨嫌畏種Ф韻掠溫范蔚撓跋歟,栽r疚氖笛楣討薪τ緬義銜⒉觳饃璞福浮ⅲ共杉氖堇叢げ馕⒉觳饃璞福端諼恢玫慕煌髁。辶x希保插義
本文編號:2595949
【圖文】:
采集時間為2016年10月11日至2016年10月15日的6:30-9:30。逡逑OpenITS合肥示范區(qū)位于安徽省合肥市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)黃山路沿線,潮汐交逡逑通特征明顯。示范區(qū)范圍包括以下6個路口及其相鄰路段,如圖3-1所示,紅色逡逑方框圈出的路口從左到右、從上及下的名稱分別為:黃山路玉蘭大道口、黃山路逡逑香樟大道口、黃山路天柱路口、黃山路科學大道口、黃山路天智路口、科學大道逡逑天湖路口。逡逑匕結(jié)V錁渝蚊我蚵峰義稀W皺危傘義希潁頩cU啠卞我鉸訪佩蝦>嘀逡逑?邋S邋?邋ub命?;!邋土邐路邐^逡逑I邐■邋B邐■■丨邋J邐—*邐宋冢S逡逑\邋n邐WM邋■"逡逑?阻兒水C邐:/^:/;,邐-P植;8店辶x下壇牽抗鴰ㄔ板義廈緯繕縝誨義希卞義咸鞛靛翁歟幻髀峰翁祀楨翁烊ゅ義稀峰微峭罰α洗賜丁洞螅沃峰義賢跡常戲適痙肚段у義希疲椋紓酰潁邋澹常卞澹齲澹媯澹殄澹洌澹恚錚睿螅簦潁幔簦椋錚鑠澹幔潁澹徨義賢跡常彩竊諭跡常鋇幕∩,更加详细地展示了微波检拆x璞副嗪龐肼吠誨義喜嬋詰畝雜叵擔懷鏨嫌畏種Ф韻掠溫范蔚撓跋歟,栽r疚氖笛楣討薪τ緬義銜⒉觳饃璞福浮ⅲ共杉氖堇叢げ馕⒉觳饃璞福端諼恢玫慕煌髁。辶x希保插義
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