基于马尔可夫链组合模型的交通流量长时预测
[Abstract]:Long-time forecasting of traffic flow plays an important role in urban road planning and traffic policy making. However, traffic flow is affected by climate, economy, travel and other factors. The change of traffic flow is a random and non-stationary process, showing randomness, volatility and non-strict periodicity. This leads to the difficulty of long-term traffic flow forecasting. After analyzing the changing characteristics of urban road traffic flow, this paper introduces the Markov chain method, and constructs a variety of combined models to carry out long-term traffic flow prediction based on Markov chain. The main work of this paper is as follows: firstly, through the analysis of the actual traffic flow data, this paper summarizes the three characteristics of traffic flow: randomness, volatility and non-strict periodicity. Among them, randomness is the premise of introducing Markov chain to forecast traffic flow, and volatility provides an opportunity to introduce the idea of interval forecasting, rather than strict periodicity, it is possible to forecast long-term traffic flow. Then, because the real traffic flow data have lost data and noise data, this paper introduces and uses the corresponding data compensation algorithm and filtering algorithm to deal with it. Secondly, three traffic flow combination forecasting models based on Markov chain are constructed: mean Markov chain, clustering Markov chain and clustering weighted Markov chain. Among them, the combined forecasting model based on mean Markov chain constructs the state of traffic flow by means of mean method, and realizes the prediction of traffic flow in the next 24 hours according to the law of state transfer of traffic flow data. A curve of traffic flow is predicted. However, considering the volatility of traffic flow, this paper puts forward the idea of interval prediction and reconstructs the state of traffic flow by clustering algorithm. A region surrounded by an upper curve and a lower curve is predicted by the clustering Markov chain combination model, which can well reflect the possible fluctuation range of traffic flow. In order to improve the problem that the range of regional fluctuation obtained by clustering Markov chain prediction is too large, this paper introduces the weighted idea to reconstruct the traffic flow forecasting module. A region with short average interval length is predicted by clustering weighted Markov chain combination model. Finally, the prediction results of the above three combined models are evaluated and analyzed by using the measured traffic information data from Shenzhen. The evaluation results show that the combined model based on clustering weighted Markov chain has a good prediction effect. At the same time, compared with other long time prediction methods, this method has higher prediction accuracy and can give the possible fluctuation range of traffic flow.
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O211.62;U491.1
【参考文献】
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,本文编号:2380073
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