Hybrid model for prediction of bus arrival times at next station

Effective prediction of bus arrival times is important to advanced traveler information systems (ATIS). Here a hybrid model, based on support vector machine (SVM) and Kalman filtering technique, is presented to predict bus arrival times. In the model, the SVM model predicts the baseline travel times on the basic of historical trips occurring data at given time‐of‐day, weather conditions, route segment, the travel times on the current segment, and the latest travel times on the predicted segment; the Kalman filtering‐based dynamic algorithm uses the latest bus arrival information, together with estimated baseline travel times, to predict arrival times at the next point. The predicted bus arrival times are examined by data of bus no. 7 in a satellite town of Dalian in China. Results show that the hybrid model proposed in this paper is feasible and applicable in bus arrival time forecasting area, and generally provides better performance than artificial neural network (ANN)–based methods. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于Matlab仿真的公交系统运行时间可靠性评价方法

从公交系统发车时间可靠性,途中运行时间可靠性及出行者出行时刻、等待时间、途中乘运时间、到达终点的时间调查入手,通过对出行过程的分析,建立出行者在运行时间可靠性水平不同的3条公交线路之间的出行时间分布模型。利用此模型,对出行者在3条公交线路之间的换乘过程中,多种不同公共交通服务水平对出行者的影响进行仿真。对公交系统运行时间可靠性问题进行了分析探讨,提出了一套基于Matlab仿真技术的公共交通系统运行时间可靠性分析和评价方法,并应用所建模型进行公交系统运行时间的可靠性评价。     

考虑运输时限和航速优化的班轮航线网络设计

为了保持市场竞争能力,班轮公司需要保证集装箱在各个港口间的运输时间达到市场平均水平. 本研究将航速设为变量,对具有运输时限的班轮航线网络设计问题进行求解,以得到既满足运输时限要求又能最大化总利润的航线网络设计与配船方案. 为了有效求解实际问题,首先采用港口聚类算法筛选出候选挂靠港,然后确定港口的标号顺序,最后采用基于列生成思想的启发式算法对问题的非线性混合整数规划模型进行分解和迭代求解. 采用不同规模的标准算例,验证了模型和算法的有效性. 结果表明,与采用事先给定的设计航速相比,将航速设为变量,对每条航线的平均航速进行优化,能增强航线网络设计的灵活性并提升航线网络的盈利能力.     

基于多源数据融合的干线公交车辆 行程时间预测

为提高城市中心区干线公交车辆行程时间的预测精度,在拟合公交车辆行程时间分布特征的基础上,提出基于多源数据的干线公交行程时间预测模型.对RFID及GPS检测器获取的实际数据进行预处理及分布拟合,其中混合高斯分布函数适用于单路段拟合,对数正态分布适用于多路段的拟合.采用皮尔逊相关性系数对影响行程时间的因素进行相关性分析,其中上游路段前2 个时间窗的平均行程时间的影响最大.分别采用ARIMA、改进的SVM模型对行程时间进行预测,其中改进的SVM模型的平均绝对百分比误差为6.26%,优于ARIMA模型的11.69%,更适用于短距离交叉口间的公交车辆行程时间预测.     

基于速度变化的偶发性交通拥堵时空分布特性研究

交通事故的发生会引起其上游路段通行速度的下降和交通流量的堆积,从而引发交通拥堵.本文主要研究了城市道路中交通事故引起的交通拥堵的时空分布特征.首先,基于北京市事故数据和路段速度数据分析交通事故影响下的车辆速度变化特性;接着,根据交通事故信息和事故路段流量与速度数据,建立了一种基于速度差异的拥堵判定模型,并对其时空维度的约束条件加以限定.在此基础上对事故引发的拥堵时空范围进行量化描述;最后,依托仿真数据与北京市真实事故数据进行效果验证.结果表明,该方法可以有效地描述交通事故引起的拥堵时空分布特性.     

基于LightGBM算法的公交行程时间预测

在城市公交网络运行中,公交车的站点间行程时间会受到道路和环境条件的影响. 本文对公交车运行过程中的车辆速度特征、道路特征及天气特征等进行了分析.建立了基于特征的 LightGBM (Light Gradient Boosting Machine)公交行程时间预测模型,通过调整 LightGBM算法中的相关参数,以分配各个影响特征和因素的权重大小.然后利用天津市某条公交线路 24天的公交车 GPS数据对模型进行了训练和验证,并与基于历史平均值和卡尔曼滤波的行程时间预测模型进行对比.比较结果表明,LightGBM模型在 MAE (Mean Absolute Error)和 MAPE (Mean Absolute Percentage Error)这两个指标上均大幅度优于其他两个模型,说明 LightGBM模型在公交车行程时间预测上具有很好的稳定性和应用前景.     

车辆合乘问题的两阶段分布式估计算法

针对智慧交通中多车辆合乘问题,提出一种分布式并行计算环境下的合乘模型. 利用合乘概率矩阵的先验知识,实现更高效的运算和求解.当合乘概率矩阵不是单位 矩阵时,合乘模型被增广为车主合乘和乘客合乘两个阶段.两阶段分布式估计算法运用可行合乘解的合乘概率矩阵,作为一种随机优化方法求解最优值.根据可搭乘矩阵初始化合 乘概率矩阵,并在优化过程中连续更新合乘概率矩阵.车主同乘客分离优化,减少了出行车辆,并实现了互相搭乘的合乘模型.通过合乘模型的优化迭代能够为乘客挖掘出高效可 行的搭乘路线.实验结果表明,该合乘模型具有平均等待时间少、平均载客量大、人均行驶 距离短的高效出行特点.     

���ڰ����ij��е�·�г�ʱ��Ԥ��

已有旅行时间预测方法多是针对高速公路、城市快速路和主干道路的路段,而针对城市一般道路,及路径旅行时间预测的研究则相对不足.本文提出一种基于案例的旅行时间预测算法.算法的基本原理为,在轨迹数据建模的基础上,建立动态更新的、包含多个属性的历史旅行样本数据库,然后根据出行时间及环境信息从案例库查找匹配案例,其结果经过一定修正用于预测路径旅行时间.与基于路段的旅行时间预测方法相比,该算法具有较强的鲁棒性和可移植性,受空间路网和数据样本量的影响较弱;并且在相同数据样本量和路网空间覆盖率的情况下,该算法预测精度高于对比算法.     

基于手机话单数据的通勤出行特征分析 ——以深圳市为例

通过手机话单数据提取用户的出行特征具有可行性.然而,手机话单数据的稀疏性对提取居民出行时间特征造成困难.通过对深圳市手机话单数据的挖掘分析识别居民职住地,得到居民特征通勤序列,进而基于早、晚不同情况对居民通勤特征进行描述和分析.对比分析显示,通过手机话单数据得到的居民通勤距离和时间特征与居民出行调查结果较为一致,说明该方法可用以描述居民通勤特征.研究表明,深圳市居民通勤开始时间受通勤距离影响不大,大于10 km的中长距离通勤出行对应的平均通勤时间维持在一个比较稳定的值(45~50 min).     

公交联动发车模型的研究

乘客的候车时间可分为2部分(在出发站点的等待时间及在换乘站的换乘时间),仅考虑换乘时间最短的区域公交协调调度模型无法降低乘客在出发站点的等待时间。针对此问题,提出了公交联动发车的概念及需满足的条件。在对乘客类型分类的基础上,分析了弹性乘客候车时间的计算方法,统计了各类型乘客的各部分候车时间,以所有乘客总的候车时间最短为目标建立公交联动发车模型。针对模型变量多的特点,选用遗传算法进行了求解。采用实例对模型的有效性进行了验证。结果表明,在维持发车间隔不变的基础上,联动发车模型较区域协调调度模型在降低乘客候车时间方面具有明显的优势,乘客候车时间降低了15.2%。