铁路客运量数据挖掘预测方法及应用研究

在分析铁路客票数据特征的基础上,提出采用分段模糊BP神经网络对铁路客运量进行数据挖掘预测。通过对铁路客票数据的分段处理,提高了网络学习的收敛速度和预测精度,并在MATLAB环境下建立了分段模糊BP神经网络模型,在仿真试验中各分段的期望输出和实际输出之间吻合较好,从而证明了分段模糊的数据处理方法是有效的;同时,预测的客运量和实际客运量数值非常接近,说明分段模糊BP神经网络得到的数据挖掘预测模型对铁路客运量有很好的预测效果,该预测模型可信,为预测铁路客运量提出了一种新思路。     

改进的BP神经网络在铁路客运量时间序列预测中的应用

针对目前铁路客运量预测方法的不足,采用改进的BP神经网络对铁路客运量时间序列进行预测。分析改进的BP神经网络原理,对1980年—1998年的铁路客运量进行归一化处理,建立铁路客运量时间序列神经网络预测模型,设计网络参数,进行网络学习与训练的仿真试验。对比分析改进的BP神经网络与标准的BP神经网络预测结果,证明改进的BP神经网络预测结果更准确,精度更高。     

基于双层次正交神经网络模型的铁路客运量预测

针对传统BP神经网络模型存在的计算效率和泛化能力低的问题,采用双层次特征分析方法对铁路旅客发送量统计数据的时间特征进行分析,提取出日趋势特征、月趋势特征、日周期性特征、月周期性特征、春运-暑运特征和黄金周-小长假特征作为模型的输入变量,建立双层次的BP神经网络模型,然后根据Gram-Schmidt正交化定理对双层次BP神经网络模型进行改进,在隐含层的输出采用Gram-Schmidt变换增加投影层,从而得到双层次正交神经网络模型。该模型包括2个相对独立的网络模型,1个用于处理客运量日数据,另1个用于处理月数据,2个网络模型的输出经过合成,最终得到客运量的预测结果。模型的应用证明,在铁路客运量预测中双层次正交神经网络模型比传统的BP神经网络模型更为有效。     

基于探地雷达属性预测路基含水率的模型实验研究

从探地雷达属性分析入手,研究探地雷达属性分析和BP神经网络相结合的路基含水率预测的方法。根据铁路路基模型含水率试验数据,优选出最大峰值振幅、总能量、主频带能量、百兆带宽能量百分比、峰值频率、平均瞬时相位、能量半衰时等7种探地雷达属性作为铁路路基含水率预测的基本参数,结合含水率测试资料,建立路基含水率BP神经网络预测模型,预测含水率与实际含水率的相关系数,反映铁路路基含水率与探地雷达属性之间的非线性关系。     

灰色理论在铁路客运量预测中的分析研究

针对传统灰色预测模型存在对历史数据依赖性强、容错性小及抗干扰能力差的局限性，将无偏灰色理论与残差验证理论引入预测模型，从趋势曲线灰色拟合与状态分类方式上对传统灰色模型进行改进，提出无偏灰色预测铁路客运量方法；同时，对铁路客运量预测方法从定性预测和定量预测两个方面进行阐述并对其优缺点进行分析。依据建立的无偏灰色预测铁路客运量模型，以1997—2016年铁路客运量为基础数据，对铁路“十三五”时期的数据进行预测，通过残差检验和结果分析，其预测精度明显高于BP神经网络预测。     

基于改进BP神经网络的铁路货运量预测

在分析铁路货运量预测方法的基础上,针对标准BP神经网络的不足,提出改进的BP神经网络预测模型。首先,利用动态陡度因子来改变激励函数的陡峭程度,以此来得到更好的激励函数响应特征以及更好的非线性表达能力;其次,利用附加动量因子,通过对以前经验的积累,既降低了神经网络对误差曲面的局部细节敏感特性,又较好的遏制了神经网络易于限于局部最小的缺陷;最后,采取改变学习率的方法,给定一个较大的学习率初始值,在学习的过程中学习率不断减小,网络最终趋于稳定。改进BP算法既可以得到更优的解,还能够缩短训练时间。利用全国铁路货运量的相关数据对改进BP神经网络进行了验证。验证的结果表明,改进的BP神经网络预测模型在相对误差和迭代次数上有较大改善,对铁路的货运量预测很有效。     

基于粒子群优化最小二乘支持向量机的铁路客运量预测

对于铁路客运量预测的准确度问题,本研究提出了基于粒子群(PSO)优化最小二乘支持向量机(LS-SVM)重要参数的方法。以1995—2013年的铁路客运量历史数据作为训练集,2014—2018年的客运量作为测试集,用LS-SVM进行建模和预测。针对模型中参数难以选择问题,采用PSO全局搜索方法,与神经网络和LS-SVM的预测效果作比较,仿真表明,采用PSO优化LS-SVM对铁路客运量建模与预测效果更好,精度更高。     

超限学习机在铁路客运量预测中的应用研究

传统的预测方法对实验对象要求严格、需要人工设置大量参数,导致算法学习速度较慢、预测误差较大等不理想结果。本文引入机器学习中的超限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)对铁路客运量进行预测,建立铁路客运量网络预测模型。利用国家统计局公布的1997~2014年铁路客运量数据做了验证,并以2014年的数据为依据对客运量进行月度预测。结果表明:2010~2014年预测值与实际值的平均误差为0.61%,2014年每个月预测值与实际值的误差均低于1.00%。重复的实验证明ELM算法具有很好的泛化能力和鲁棒性,为铁路客运量的预测提供了一种新的工具。     

基于Verhulst-RBF的铁路客运量预测

为更准确地预测铁路客运量,采用灰色关联法,分析不同因素对铁路客运量的影响程度,确定主要影响因子,并将其作为预测指标,提出基于Verhulst-RBF神经网络的铁路客运量预测组合模型。基于四川省近14年的铁路客运量数据,进行组合模型测试。实验结果表明,Verhulst-RBF神经网络组合模型的预测精确度高于单一的Verhulst模型或单一的RBF神经网络模型。     

新型组合模型在铁路客运量预测中的应用

客运量是用来测算交通运输业所承担的工作量,反映了运输业为国民经济和人民生活服务的数量指标,准确的客运量预测直接影响到铁路项目的经济效益评价及铁路交通组织安排。根据客流量数据的特点,提出新的组合预测方法,构建线性时间序列灰色GM(1,1)模型和考虑客流量影响因素的非线性遗传算法优化BP神经网络模型。最后结合新建兰州至中川机场铁路项目及调查数据进行客流量的预测研究,并将组合模型预测结果和单一模型相比,得出新型线性和非线性组合模型预测精度更高,取得了满意的效果,为客流量的预测提供了一种新的工具。     

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BPNN-TD算法的城市轨道交通线网规模预测方法

科学预测城市轨道交通线网规模,对于轨道线网的规划建设与城市布局发展具有重要意义.基于轨道交通线网规模及其影响指标数据,综合两种模型优势,对城市轨道交通线网规模进行有效预测.首先,从政策、经济、城市规模、出行需求4个方面,简要分析城市轨道交通线网规模的影响因素,并利用相关性分析法,提取GDP、第三产业值、人口规模、建设用...     

芜湖铁路枢纽改扩建方案探讨

研究目的:设计年度将有多条不同等级新线相继引入芜湖枢纽,在开辟枢纽第二过江通道的同时,枢纽能力尤其是客运设施亟待加强;过江桥位与客运站址的选择,成为芜湖枢纽快速铁路系统布局的关键。通过综合分析城市和铁路总体规划、工程可实施性、吸引客流条件等因素,对第二过江桥位、客运站址的选择及总图布局进行研究,提出了分期实施方案。研究结论:第二过江通道比选了四褐山、弋矶山、纬四路桥位或隧道方案,从工程投资、施工运营风险方面比较,推荐弋矶山桥位方案;客站位置比选了既有芜湖站、新弋江站、芜湖东站方案,经从技术、经济两方面比较,推荐既有芜湖站改扩建方案,形成"π"字型枢纽总图格局。     

从设计角度谈提高铁路客站旅客安全出行的几点措施

随着我国铁路科学、高效的发展与建设,铁路旅客站房也随即进入了高密度设计与投入使用时期。旅客站房作为一个重要的交通节点设施,为旅客的安全出行提供服务。其与城市各种交通方式接驳、换乘,客流量大、客流密集、流线复杂,安全问题尤为突出。以铁路旅客车站设计为出发点,从色彩系统、引导标识系统、细部构造3个方面阐述提高旅客安全出行的可能,从不同角度寻求解决措施,使旅客站房能够更为安全地服务大众。     

海外铁路发展观察—亚洲篇

从世界经济数据与铁路运量及运输密度的关系入手,用文献法对亚洲铁路的建设和规划情况进行观察和综述。认为在世界各国大力发展高速铁路实现"客运高速化"的背景下,不能忽视"货运快速化"的铁路发展方向,不能忽视既有线改造提速等货运铁路市场的发展。