基于径向基神经网络的铁路客货运量预测研究

根据径向基神经网络具有分析非线性动态系统的混沌特性的特点,对铁路客货运发送量相关时间序列进行分析和研究,在Takens相空间重构的基础上,利用互信息方法求嵌入时延、伪邻域方法求嵌入维数;应用G-P方法和最大Lyapunov指数方法对铁路客货运量时间序列进行混沌识别;根据RBF神经网络的学习算法和辨识原理,对铁路客货运量预测流程进行分析。应用径向基神经网络对铁路客货运量自1999-01-01-2012-08-27共4 988 d的发送量为基础进行径向基神经网络预测;并对预测误差进行检验及对预测结果进行分析。研究结果表明：基于径向基神经网络预测值能很好地与实际值相吻合,因而在铁路客货运量相关时间序列中预测有广泛的实用价值。     

基于最大Lyapunov指数的铁路货物运量预测研究

根据混沌理论具有分析非线性动态系统混沌特性的特点,对货物发送量相关时间序列进行了分析和研究。本文在Takens相空间重构的基础上,利用C-C方法求嵌入时延与嵌入窗、G-P方法求嵌入维数;应用小数据量法计算铁路货物发送量相关时间序列的最大Lyapunov指数,并进行混沌特性分析,结果显示:货物发送增长量和增长率符合混沌特性,货物发送量不符合混沌特性;利用基于最大Lyapunov指数方法和BP神经网络方法对1999年1月到2013年4月共172个月的铁路货物发送增长量和增长率进行预测,预测结果表明基于最大Lyapunov指数预测值能够较好地与实际值相吻合,其预测的准确度明显好于BP神经网络预测值,因而混沌理论中的最大Lyapunov指数预测在货物发送量相关时间序列预测中有广泛的实用价值。     

VBR视频业务的混沌特性研究

基于混沌理论的相空间重构技术,分别用自相关函数法和伪邻点法计算4条标准VBR(Variablebitrate)视频流I帧序列、GOP(groupofpictures)序列的时间延迟与最小嵌入维数;并在此基础上,利用Wolf算法得到其均具有正的最大Lyapunov指数。这一研究结果表明VBR视频业务在不同时间标度上均具有混沌特性,这为VBR视频业务的混沌建模和预测奠定了基础。     

城市轨道交通自动售检票系统实时进站客流量异常检测

阈值范围的合理设定,对AFC(自动售检票)系统实时进站客流量数据的有效性检测至关重要。采用改进的小数据量法计算历史进站客流数据时间序列的Lyapunov指数,验证该序列的混沌特性;利用C_C方法确定混沌时间序列的时间延迟和最佳嵌入维数,对原时间序列进行相空间重构,确定模型训练测试样本集;采用大范围网格搜索方法优化混沌支持向量机回归模型参数,利用优化后的模型预测各时段的进站客流量;利用训练样本集中各时段进站客流量预测残差序列的分布特性,确定在某一置信度下各时段进站客流量预测残差的置信区间,从而确定未来时段的进站客流量异常检测的阈值上限和阈值下限。试验结果表明,该方法有效地增强了系统对于AFC系统实时进站客流量数据有效性检测的能力。     

基于混沌理论的建设项目环保投资估算研究

采用混沌时间序列分析技术对我国高速公路环保投资做了较为全面的研究,分析了1997年—2006年我国部分高速公路环保投资的数据。首先对数据结构进行定性分析,通过频数分布图,发现环保投资数据与正态分布之间存在着差异。功率谱分析、主分量分析则清楚表明序列具有非线性性质,主分量分析还表明序列具有混沌迹象。在定性分析的基础上,通过计算序列的有关非线性特征值对其混沌性质进行进一步确认。采用G-P算法计算序列的相关维,采用小数据量法计算最大Lyapunov指数。计算得到的最大Lyapunov指数为正数,说明环保投资序列处于混沌状态,可以使用混沌时间序列方法对建设项目可行性研究阶段环保投资进行估算。     

围岩结构面分布的混沌现象研究

研究目的：岩体中的结构面分布十分复杂，传统的分析方法是基于随机假设而进行，却无法分析它们组合分布的特点。本文目的就是通过对结构面混沌特征量研究，揭示出隧道围岩中结构面分布存在一定的混沌特征，从而提出一种新的结构面分布研究方法。研究方法：建立结构面间距、倾向和倾角序列，分别计算3个序列混沌特征量，根据其结算结果判断结构面序列为混沌序列：除定量计算结果外，还可以用功率谱图中的负幂现象、PCA图中的斜率等判断结构面序列具有混沌特征。根据嵌入维和空间延迟对结构面进行相空间重构。研究结果：kolmogorov熵大于0，Lyapunov指数趋于0，关联维为大于3的实数，功率谱图中在低谱部分出现负幂，PCA图具有一定的斜率。嵌入维和空间延迟的计算结果表明结构面可以张成多维空间，嵌入维可取15～19，空间延迟宜取2～6，相空间重构反映了空间分布的折叠和扭曲。研究结论：结构面在空间分布具有混沌特征，且位于混沌边缘。结构面的关联维数与分形维一样也反映了岩体中结构面的分布状态，间距序列的关联维数越大，说明结构面越多，分布越复杂，岩体越破碎。同样产状序列的关联维数越大，说明结构面产状变化越大，优势面方向越多。     

一种基于小数据量的快速识别短时交通流混沌特性的方法

对短时交通流进行预测、诱导和控制是智能交通控制系统的重要研究内容。由于对短时交通流进行混沌特性识别时,存在实时性与样本数量之间的矛盾。因此,本文基于混沌时间序列分析理论,提出了一种快速计算短时交通流时间序列最大Lyapunov指数的小数据量方法,用于识别短时交通流中是否存在混沌特性。该方法首先将短时交通流时间序列在相空间中进行重构,以充分提取短时交通流中的相关信息。并结合庞卡来截面法对识别结果进行了验证。从而为对短时交通流进行分析、预测和控制时所采用的相应方法提供了可靠的理论依据。对实测短时交通流行为进行识别的结果表明,该方法具有计算量小、实时性好,对小数据量可靠且容易操作等优点。     

一种快速视频序列混沌特性的检测方法

随着现代轨道交通旅客信息系统（PIS）的广泛使用,PIS系统视频流的车/站互传的流量预测问题变得更加重要。在旅客信息系统通过无线信道传输的视频流,通常不具有任何先验统计特性,而无线资源管理过程中又非常需要关于视频流量的可预测统计信息。基于这种需要,本文提出一种快速视频混沌特性检测的方法。该方法通过计算序列的最大Lyapunov指数分析其混沌特性,为使用混沌的预测方法估计视频传输流量进行预判决。在对Lyapunov指数进行计算前,先对数据进行预处理,在不损失数据内在特征的前提下,明显地降低计算量。通过对实际数据的仿真验证,证明该算法在判断准确性、实时性等方面均表现良好。     

信息不足情况下铁路运量预测方法初探

铁路客货运量预测对于铁路建设前期研究工作具有重要意义,然而在某些情况下由于条件受限导致通过调查得到的基础数据较少,给客货运量预测工作带来困难。本文拟采用灰色模型预测近期数据,用三次指数平滑法在近期数据的基础上预测远期数据的方法探讨此情况下的铁路客货运量预测问题,并通过实例进行了验证。     

基于非线性RSH方法的泥石流灾害预测预报

泥石流灾害系统是一种自组织临界性系统,这种系统的演化总是处在混沌的边缘,系统的演化过程是可以预测的。将改进的重标极差分析方法(RSH)引入泥石流灾害前兆观测资料的处理和分析中,并在计算赫斯特指数H时,定义1个涵盖序列历史和序列长时记忆信息的时间窗。应用该方法对云南蒋家沟泥石流总径流量观测数据进行研究表明:云南蒋家沟泥石流总径流量时间序列不仅具有持久相关性,而且在激增前赫斯特指数值要经历1个先降维,然后升维的过程。根据对云南蒋家沟泥石流总径流量时间序列赫斯特指数值及其变化的分析,提出了预测预报泥石流灾害的3种定性判据。     

变比特率视频业务的混沌局域预测

鉴于变比特率视频业务具有混沌特性,本文在相空间重构的基础上,利用混沌时间序列的局域一阶预测法对两条标准的变比特率视频业务进行了预测,预测结果表明预测值能够很好地与实际值相吻合,而且不存在预测时延。相比自适应线性预测,具有更好的预测效果,为有效地进行网络资源分配和流量控制提供了基础,同时也为用混沌理论对变比特率视频业务进行建模和预测做了探讨。     

京津城际高速铁路运营初期运量结构分析

研究目的:高速铁路运营初期运量由转移运量和诱增运量构成。本文以京津城际高速铁路为例进行分析,以便对高速铁路运营初期运量结构有初步认识和理解。研究结论:高速铁路作为一种新的运输方式投入运营,必然打破原有运输系统平衡,使高速铁路产生转移和诱增运量。随着高速铁路运营趋于成熟和时间的推移,运输系统中各种运输方式将在新的基础上建立新的平衡,高速铁路的转移和诱增运量将会逐渐消失,随之而来只有在新的系统平衡基础上与其它运输方式共存发展的趋势运量。     

客流因素影响地铁正点运营的分析与对策

随着地铁客流量的不断增长,因客流因素影响地铁正点运营情况日益突出。通过对客流因素影响时段、站点、形式、范围等具体分析,把握和了解客流因素影响具有时间高度集中、组织难度大、影响范围广、联动联控性强等特点。针对这些特点,提出降低客流因素影响的相关对策措施和建议,从优化行车组织方式、加大客流控制力度、强化关键卡控和硬件保障、优化作业程序、开展宣传教育等方面入手,进一步挖潜增效,提高运营质量和运输服务水平。     

哈大高铁影响下东北城市群交通网络空间结构特征研究

哈大高铁的运行缩短了东北城市群之间的相对距离,优化了东北城市群城市交通网络空间结构.通过建立向心性分形模型以及相关性分形模型,以交通距离代替空间的实际距离来研究城市群之间分形特征,通过城市间高速铁路时间距离和高速公路时间距离进行对比,计算高铁开通前后东北城市群交通空间聚集维数和空间关联维数,分析东北城市群交通网络空间结...     

2003年SARS对我国铁路客运量的后影响评价

2003年SARS是高传染性的公众健康危机,我国铁路旅客运输出现严重“滑坡”并蒙受巨大损失。本文依据本底趋势线理论,对此次危机造成铁路客运量损失、危机生命周期及全国28个省市区差异进行了定量分析与估算。结果显示:①2003年SARS共造成铁路客运量损失1.043亿人,占全国客运量总损失的10.22%,相对损失率为9.69%;②2003年3~4月危机开始生成显现,5~6月全面爆发并达到鼎盛,7~10月为衰减恢复期,SARS危机对铁路客运的影响持续8个月;③SARS危机对全国各省份铁路客运量所造成的损失差异较大,其中,北京、辽宁、广东、四川、黑龙江、河北的客运量损失在686万~867万人,江苏、河南、浙江、陕西、吉林、上海、山西的客运量损失在417万~607万人;④剔除青海和广东两省,26个省份铁路客运量损失与客运量基数、SARS确诊人数具有显著的相关性,其中,SARS确诊人数的边际系数为11.4%。     

公路隧道施工监控量测手段及测试元件埋设方法

依据公路隧道施工监控量测方案设计和现场测试经验,介绍公路隧道施工监控量测(位移量测、支护体系受力量测)手段,探讨提高测试元件埋设的科学性以及提高现场测试数据(位移值、钢弦元件测值)的可靠性的具体措施。     

中国、俄罗斯地铁规划及相关预埋建设的对比

考察了俄罗斯地铁,结合城市轨道交通线网规划、运营管理工作,分析规划指标、建设预留与运营效益关系的规律,对比两国的差异,探讨适合中国国情的线网模式,以及决策、建设与线网功能的关系。     

建筑改造工程混凝土结构加固技术的应用

以旧建筑物改造应用混凝土结构加固技术施工为例 ,通过对粘钢、粘贴碳纤维、植筋等新工艺和技术方案比较、优化 ,阐述粘贴碳纤维、植筋等工艺和施工方法 ,并针对产生质量问题原因和冬期施工注意事项加以说明。     

城市轨道交通断面客流不确定性分析的广义自回归条件异方差改进模型

对比分析指出,城市轨道交通线路断面客流量变化与道路交通断面客流量变化具有相似性,但城市轨道交通线路断面客流时间序列具备特有的尖峰厚尾特性,其变化的敏感程度依赖时空条件,常用于道路领域的广义自回归条件异方差(GARCH)模型无法直接用于城市轨道交通领域。基于此,引入广义误差分布(GED)虚变量,构建改进的GARCH模型,并基于成都地铁1号线下行断面客流时间序列数据,借助EViews和Matlab软件对改进前后的模型效果进行实证对比分析。结果表明,改进后的虚变量GARCH模型比原始的GARCH模型具有更好的适用性。