基于人工智能算法的城市地面公交時空特性分析與預(yù)測
發(fā)布時間:2022-01-04 12:18
為實(shí)現(xiàn)城市公共交通系統(tǒng)健康、可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo),就需要持續(xù)不斷地改進(jìn)、完善城市公共交通系統(tǒng),提升城市公交的服務(wù)水準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)公交系統(tǒng)便捷、高效與舒適的服務(wù)水準(zhǔn)。城市地面公交系統(tǒng)是城市公交系統(tǒng)的重要組成部分,大數(shù)據(jù)時代的到來為優(yōu)化城市地面公交系統(tǒng)提供了新的思路。通過對海量、多源的公交運(yùn)行時空大數(shù)據(jù)進(jìn)行高效、準(zhǔn)確的信息挖掘并做出及時、科學(xué)的運(yùn)營決策成為“公交優(yōu)先發(fā)展”戰(zhàn)略下智慧公交系統(tǒng)建設(shè)所需要解決的關(guān)鍵問題。城市范圍內(nèi)遍布著大量的公交站點(diǎn)和運(yùn)營線路,也存在著承擔(dān)主要客流的客流走廊,能否借助公交時空大數(shù)據(jù)準(zhǔn)確分析公交研究中的關(guān)鍵指標(biāo)如:客流需求、車頭時距,對于城市地面公交線網(wǎng)布局與重構(gòu)、城市公共交通運(yùn)營管理與調(diào)度控制、客流應(yīng)急與保障具有關(guān)鍵意義。本論文首先以公交車輛運(yùn)行大數(shù)據(jù)的預(yù)處理與分析為基礎(chǔ),建立公交多源數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的流程。接著基于公共交通大數(shù)據(jù)的時空特性,建立網(wǎng)格化公交時空數(shù)據(jù)的處理方法。然后在數(shù)據(jù)預(yù)處理與分析的基礎(chǔ)上結(jié)合地面公交客流的時間、空間特征以及節(jié)假日、天氣等影響因素,建立一種可以綜合考慮以上因素的時空深度學(xué)習(xí)方法去預(yù)測城市地面公交時空客流。該方法將Conv-LSTM層、LSTM層...
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
論文技術(shù)路線圖
9.8%,且公交IC刷卡用戶達(dá)到八成[77]。盡管常州市的公共交通系統(tǒng)近年的發(fā)展取得了較好的成就,但是仍然面臨著許多的挑戰(zhàn):例如經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動的城市擴(kuò)張和居民出行總量的增加、城市公交資源與實(shí)際客流需求不匹配、乘客對公交服務(wù)品質(zhì)的要求提高、城市道路資源供需嚴(yán)重不匹配等等。2.1公交多源數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)框架構(gòu)建2.1.1對于規(guī)劃者的數(shù)據(jù)需求分析對于公交規(guī)劃人員,需要掌握公交客流量、客流的時空分布、線路站點(diǎn)斷面客流、站點(diǎn)換乘概率等特征。其中公交客流OD、居民公交出行的時空特征是他們最關(guān)心的。數(shù)據(jù)分析的思路如圖2-1所示。圖2-1對于公交規(guī)劃者的數(shù)據(jù)分析首要工作是對多源公交大數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的挖掘、解析,進(jìn)而得到上下車站點(diǎn)信息和換乘信息。這樣以來就能得到居民公交出行路徑,進(jìn)一步分析可以得到站點(diǎn)間OD矩陣,最后根據(jù)相關(guān)方法預(yù)測未來年的公交出行時空分布特征并給出規(guī)劃方案。
東南大學(xué)碩士學(xué)位論文102.1.2對于規(guī)劃者的數(shù)據(jù)需求分析對于公交運(yùn)行管理人員,除了需要了解居民出行的概況,更需要知道公交客流的時空變化。線路的斷面客流、站點(diǎn)客流、線路總客流時間特性等;谝陨夏繕(biāo),數(shù)據(jù)分析過程如圖2-2所示。首先需要對多源公交時空大數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、融合、挖掘和特征分析得到線路客流量、公交停靠站點(diǎn)客流、斷面運(yùn)營客流信息以及總客流信息等。根據(jù)得到的各類客流信息分析不同時間區(qū)間(高峰小時、工作日與非工作日、一周)的客流特征。再根據(jù)客流的空間分布分析其空間特征。圖2-2對于公交運(yùn)營管理者的數(shù)據(jù)分析2.1.3公交多源數(shù)據(jù)分析流程公交多源數(shù)據(jù)的分析大致分為一下幾個過程:數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)分析、關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)提齲分別需要數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)四個模塊:數(shù)據(jù)庫管理平臺模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、用戶控制模塊、實(shí)用優(yōu)化策略模塊。數(shù)據(jù)庫管理平臺模塊執(zhí)行數(shù)據(jù)采集與處理功能,匯總各種方式采集的數(shù)據(jù)并進(jìn)行清洗、融合,處理后的數(shù)據(jù)將存儲到不同數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)分析的功能在數(shù)據(jù)分析模塊中進(jìn)行,利用數(shù)據(jù)分析工具對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征分析,提取特征數(shù)據(jù)。用戶控制模塊執(zhí)行解釋評價功能,可根據(jù)要求選用合適的算法模型,并給予可視化顯示。優(yōu)化策略模塊根據(jù)以上得到的信息進(jìn)行優(yōu)化方案的提出,如調(diào)度優(yōu)化方案、布線優(yōu)化方案。如圖2-3為多源公交數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)框架。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于ARIMA-SVM模型的快速公交停站時間組合預(yù)測方法[J]. 楊敏,丁劍,王煒. 東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(03)
[2]基于公交IC卡和AVL數(shù)據(jù)的客流OD推導(dǎo)方法[J]. 李海波,陳學(xué)武,陳崢嶸. 交通信息與安全. 2015(06)
[3]基于卡爾曼濾波的公交站點(diǎn)短時客流預(yù)測[J]. 張春輝,宋瑞,孫楊. 交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息. 2011(04)
[4]常州市公交優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 張福林,王俊,徐康明. 江蘇城市規(guī)劃. 2010 (04)
[5]基于GPS軌跡數(shù)據(jù)的地圖匹配算法[J]. 李清泉,黃練. 測繪學(xué)報. 2010(02)
碩士論文
[1]基于數(shù)據(jù)挖掘的公交線路客流預(yù)測研究[D]. 陳奇平.海南大學(xué) 2018
[2]考慮不確定性影響的公交到站時間區(qū)間預(yù)測方法研究[D]. 陳科宇.東南大學(xué) 2017
[3]基于大數(shù)據(jù)挖掘的城市公共交通客流特征分析及預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計[D]. 余創(chuàng)龍.華中科技大學(xué) 2016
[4]基于IC卡數(shù)據(jù)的不同時間層次公交客流預(yù)測方法與應(yīng)用研究[D]. 左快樂.東南大學(xué) 2016
[5]城市公交走廊線路協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度研究[D]. 姜梅.西南交通大學(xué) 2008
[6]基于公交IC信息的公交數(shù)據(jù)分析方法研究[D]. 戴霄.東南大學(xué) 2006
[7]常規(guī)公交與軌道交通之間的競爭與合作[D]. 王玉萍.長安大學(xué) 2004
本文編號:3568324
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
論文技術(shù)路線圖
9.8%,且公交IC刷卡用戶達(dá)到八成[77]。盡管常州市的公共交通系統(tǒng)近年的發(fā)展取得了較好的成就,但是仍然面臨著許多的挑戰(zhàn):例如經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動的城市擴(kuò)張和居民出行總量的增加、城市公交資源與實(shí)際客流需求不匹配、乘客對公交服務(wù)品質(zhì)的要求提高、城市道路資源供需嚴(yán)重不匹配等等。2.1公交多源數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)框架構(gòu)建2.1.1對于規(guī)劃者的數(shù)據(jù)需求分析對于公交規(guī)劃人員,需要掌握公交客流量、客流的時空分布、線路站點(diǎn)斷面客流、站點(diǎn)換乘概率等特征。其中公交客流OD、居民公交出行的時空特征是他們最關(guān)心的。數(shù)據(jù)分析的思路如圖2-1所示。圖2-1對于公交規(guī)劃者的數(shù)據(jù)分析首要工作是對多源公交大數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的挖掘、解析,進(jìn)而得到上下車站點(diǎn)信息和換乘信息。這樣以來就能得到居民公交出行路徑,進(jìn)一步分析可以得到站點(diǎn)間OD矩陣,最后根據(jù)相關(guān)方法預(yù)測未來年的公交出行時空分布特征并給出規(guī)劃方案。
東南大學(xué)碩士學(xué)位論文102.1.2對于規(guī)劃者的數(shù)據(jù)需求分析對于公交運(yùn)行管理人員,除了需要了解居民出行的概況,更需要知道公交客流的時空變化。線路的斷面客流、站點(diǎn)客流、線路總客流時間特性等;谝陨夏繕(biāo),數(shù)據(jù)分析過程如圖2-2所示。首先需要對多源公交時空大數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、融合、挖掘和特征分析得到線路客流量、公交停靠站點(diǎn)客流、斷面運(yùn)營客流信息以及總客流信息等。根據(jù)得到的各類客流信息分析不同時間區(qū)間(高峰小時、工作日與非工作日、一周)的客流特征。再根據(jù)客流的空間分布分析其空間特征。圖2-2對于公交運(yùn)營管理者的數(shù)據(jù)分析2.1.3公交多源數(shù)據(jù)分析流程公交多源數(shù)據(jù)的分析大致分為一下幾個過程:數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)分析、關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)提齲分別需要數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)四個模塊:數(shù)據(jù)庫管理平臺模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、用戶控制模塊、實(shí)用優(yōu)化策略模塊。數(shù)據(jù)庫管理平臺模塊執(zhí)行數(shù)據(jù)采集與處理功能,匯總各種方式采集的數(shù)據(jù)并進(jìn)行清洗、融合,處理后的數(shù)據(jù)將存儲到不同數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)分析的功能在數(shù)據(jù)分析模塊中進(jìn)行,利用數(shù)據(jù)分析工具對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征分析,提取特征數(shù)據(jù)。用戶控制模塊執(zhí)行解釋評價功能,可根據(jù)要求選用合適的算法模型,并給予可視化顯示。優(yōu)化策略模塊根據(jù)以上得到的信息進(jìn)行優(yōu)化方案的提出,如調(diào)度優(yōu)化方案、布線優(yōu)化方案。如圖2-3為多源公交數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)框架。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于ARIMA-SVM模型的快速公交停站時間組合預(yù)測方法[J]. 楊敏,丁劍,王煒. 東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(03)
[2]基于公交IC卡和AVL數(shù)據(jù)的客流OD推導(dǎo)方法[J]. 李海波,陳學(xué)武,陳崢嶸. 交通信息與安全. 2015(06)
[3]基于卡爾曼濾波的公交站點(diǎn)短時客流預(yù)測[J]. 張春輝,宋瑞,孫楊. 交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息. 2011(04)
[4]常州市公交優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 張福林,王俊,徐康明. 江蘇城市規(guī)劃. 2010 (04)
[5]基于GPS軌跡數(shù)據(jù)的地圖匹配算法[J]. 李清泉,黃練. 測繪學(xué)報. 2010(02)
碩士論文
[1]基于數(shù)據(jù)挖掘的公交線路客流預(yù)測研究[D]. 陳奇平.海南大學(xué) 2018
[2]考慮不確定性影響的公交到站時間區(qū)間預(yù)測方法研究[D]. 陳科宇.東南大學(xué) 2017
[3]基于大數(shù)據(jù)挖掘的城市公共交通客流特征分析及預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計[D]. 余創(chuàng)龍.華中科技大學(xué) 2016
[4]基于IC卡數(shù)據(jù)的不同時間層次公交客流預(yù)測方法與應(yīng)用研究[D]. 左快樂.東南大學(xué) 2016
[5]城市公交走廊線路協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度研究[D]. 姜梅.西南交通大學(xué) 2008
[6]基于公交IC信息的公交數(shù)據(jù)分析方法研究[D]. 戴霄.東南大學(xué) 2006
[7]常規(guī)公交與軌道交通之間的競爭與合作[D]. 王玉萍.長安大學(xué) 2004
本文編號:3568324
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