BP—GA算法在短时交通流预测中的应用研究

本文提出了一种基于BP神经网络的遗传算法,分别利用其局部和全局寻优能力强的特点综合为一种新的优化算法,并将改进的算法应用于交通流预测中。通过实例分析,可看到改进的模型在进行交通流预测时具有较好的预测效果。     

短时交通流预测中的特征选择算法研究

短时交通流预测是智能交通系统的重要基础,其精度直接影响到交通控制和诱导的效果.对于交通流预测中的非参数回归方法,其中一个重要的问题是状态向量的选取.本文提出基于 ReliefF和 Delta Test的特征选择算法来对特征向量进行选择.首先使用 ReliefF算法根据特征和类别的相关性对状态向量进行快速初步筛选,加快算法的执行效率.接下来以 Delta Test为性能指标,使用遗传算法对状态分量的权重进行进一步优选.最后通过基于实际数据的算例,对本文方法优选的状态向量与时间序列状态向量,简单时空关联向量进行了对比.结果表明,本文的方法在一般交通状态条件下和突变交通状态下都具有较好的性能.     

基于免疫粒子群神经网络的短时交通流量预测

免疫理论中的基于浓度选择机制能避免粒子群算法在群体收敛性和个体多样性平衡问题上的不足,使改进后的粒子群算法优化BP神经网络参数的配置,提高短时交通流量预测的准确性。仿真实验表明：免疫粒子群优化后的BP神经网络可有效提高短时交通流量的预测精度,减小预测误差。     

基于贝叶斯估计的短时空域扇区交通流量预测

为准确把握空域扇区流量分布态势及未来变化趋势,提出了一种基于贝叶斯估计的短时空域扇区交通流量预测方法.首先,通过解析空域系统内航空器原始雷达数据,提取各扇区历史运行信息,建立了多扇区聚合交通流模型;其次,采用贝叶斯估计理论对模型参数进行最优估计和动态更新,预测了空域扇区交通流量的未来演变趋势及其不确定范围;最后,选取国内5个典型繁忙扇区为例,以5 min为时间段,以未来1 h为预测范围,对所提预测方法进行了验证.研究结果表明:85%以上时段交通流量预测结果的绝对误差在3架以内,平均绝对误差均在2架次以内,预测结果的稳定性较好,可充分反映各空域扇区之间短时交通流的动态性和不确定性,符合空中交通的实际情况.      

基于ETC数据和A-BiLSTM神经网络的高速公路节假日短时交通流预测模型

电子不停车收费（electronic toll collection,ETC）门架系统为节假日高速公路短时交通流预测提供了数据支撑。针对节假日场景下高速公路交通流的非线性和复杂性特征,基于ETC门架数据研究了由注意力机制（attention）和双向长短期记忆（bidirectional long/short-term memory,BiLSTM）神经网络组成的Attention-BiLSTM(A-BiLSTM)组合模型。通过对ETC门架数据进行预处理,保证模型输入的可靠性;采用滑动窗口方法构建监督学习样本,提高模型学习效率。在模型中,使用BiLSTM神经网络,实现对交通流数据前向和后向时间依赖性特征的深入提取;引入注意力机制动态地权衡网络提取信息的重要程度,增强隐藏层特征的非线性表达能力;利用贝叶斯优化方法对模型进行超参数调优,提高模型的预测性能。采集大理-丽江高速公路白汉场至拉市镇的门架数据,处理成时间粒度为5,10,15 min的交通流数据进行模型验证。实验结果表明：(1)相比于自回归移动平均模型、支持向量机的预测结果,A-BiLSTM组合模型的均方根误差（root mean sq...     

基于有向图卷积与门控循环单元的短时交通流预测方法

为了充分挖掘快速路交通流时空特性,解决当前城市快速路交通流预测存在交通流时空特性挖掘不充分等问题,进一步提高城市快速路短时交通流的预测精度与效率,研究了基于有向图卷积神经网络和门控循环单元的组合模型（directed graph convolution network-gate recurrent unit,DGC-GRU）的城市快速路短时交通流预测方法。该方法提出空间相关性矩阵并将其引入图卷积神经网络中,构建有向图卷积神经网络用于表征交通流的有向性和流动性。将交通流参数输入有向图卷积神经网络后得到有向图卷积算子,并将有向图卷积算子引入门控循环单元,通过有向图卷积神经网络捕捉交通流的空间特性,通过门控循环单元捕捉交通流的时间特性,输出快速路交通流预测结果。选取西雅图环形快速路感应器检测数据进行实例分析,对比模型预测效果。结果表明：在数据集与参数设置均相同的情况下,DGC-GRU交通流预测模型的训练收敛速度更快,且平均绝对误差（mean absolute error,MAE）和平均绝对百分比误差（mean absolute percentage error,MAPE）均优于对比模型,与传...     

基于K近邻与主成分分析的短时交通流预测

为有效预测高速公路短时交通流,提出一种将K近邻(KNN)法和主成分分析(PCA)法相结合的KNN-PCA法。工作流程为:1)采用KNN法筛选出与当前状态相似的多条交通流(即近邻); 2)将所有相似交通流延拓至待预测时刻,并将其表达为矩阵形式后进行PCA以得到主成分; 3)将当前交通流延拓至预测时刻并将其表达为少数起主要贡献主成分的线性组合; 4)采用最小二乘法直接得到这些主成分的组合系数估计值; 5)基于组合系数估计值,将这些主成分再次线性组合后,直接提取预测时刻的交通量。基于高速公路实测交通流进行数据分析,应用结果表明,KNN-PCA法原理清晰,计算简单,具有良好的预测能力,能很好地预测短时交通流的变化趋势。     

基于粒子群和LSTM模型的变区间短时停车需求预测方法

停车信息是智能停车诱导系统得以成功实施的关键与基础,被广泛认为能够有效解决当前停车难问题.鉴于停车信息在解决停车问题中的重要性,研究了基于粒子群和LSTM模型的变区间短时停车需求预测方法.为充分发挥数据在提高模型预测精度的作用,提出了以马尔可夫生灭过程为基础概率转移模型,将停车到达率、离开率量化车随时间变化的停车需求,...     

基于多车道加权融合的短时交通流预测研究

短时交通流预测是改善交通规划与管理效率的一个重要因素,为了提高交通运输管理和调度能力,从路段多车道交通流隐含的交互关系,引入一种基于多车道加权融合的短时交通流预测方法.用该方法分析了加州高速公路某五车道单检测点各车道交通流与聚合交通流之间的相关性,发现每个车道交通流与聚合交通流都呈现高度关联性.基于此,构建一种能够学习...     

基于短时交通流预测的广域动态交通路径诱导方法

为提升车辆通行效率,以预测型诱导策略为基础,以排队长度作为交通诱导的约束条件,利用小波神经网络短时交通量预测预知路段堵死事件发生路段,通过广域诱导时空边界条件对事件路段进行节点分级和诱导周期长度界定,进而建立广域诱导模型;对事件区域路网进行分区,进一步确定该模型诱导起点位置,引入基于路径尺度的Logit 路径选择模型作为诱导路径选择方法,通过流量迭代分配方法实现路网负载均衡. 通过实例验证,该诱导方法能有效地缓解道路交通拥堵,提高路网通行效率.