基于相空间重构和SVR的短时间交通流预测方法研究
发布时间：2020-03-23 01:32
【摘要】：交通信息与云计算、物联网等高新技术相结合已成为智慧城市发展的重要举措之一,在提高道路通行能力、解决城市道路拥堵、减少环境污染等方面发挥着举足轻重的作用。交通流预测是其系统中信息处理、智能控制的关键要素之一,也是提高交通服务水平、增强用户体验满意度的重要应用基础之一。由于城市道路中交通流状态的复杂性和时变性,掌握交通流变化规律以及预测任意时刻的交通流状况实属不易,因此对于短时交通流的实时预测颇有研究意义。本文以复杂的城市交通路网为研究背景,应用OpenITS系统提供的开放微波数据,对采集到的交通流量数据进行特征分析,发现每个探测点的数据呈现周期性的特征,之后应用Pearson相关系数去测量各个微波检测设备之间的相关性,为文中根据实测点之间的关联性去预测交通流提供支持。本文在对相空间重构进行研究的基础上,分析了交通流可看作混沌时间序列的必然性。在求解重构相空间的过程中,为适应相空间的重构条件,对最近临算法(K-Nearest Neighbor classification,KNN)中带有标签的样本数据这一条件和判别标准进行修改,从而获取重构相空间的基本参数:延迟时间和嵌入维度。同时,该工作属于基于相空间重构和支持向量回归机(Support Vector Regression,SVR)的短时交通流预测模型的输入模块,为样本数据转化为模型输入提供了整合基础。本文对支持向量机(Support Vector Machine,SVM)进行了研究,应用同SVM原理类似且适用于预测问题的支持向量回归机。因交通流数据的非线性特征,在模型构建时,采用高斯核函数对输入数据进行高维空间的映射。本文模型的构建与求解过程如下:首先,应用相空间重构理论对样本数据进行整合;然后,将重构后的数据输入到SVR模型中构建基于相空间重构和SVR的短时交通流预测模型;之后,进行模型训练,采用较为普遍的十折交叉验证的方法进行参数寻优的工作;最后,应用实测交通流数据对该模型进行试验,并以此做交通流评价指标分析,同时将该模型与神经网络和常规SVR模型进行结果对比分析。经过实验验证,该模型预测性能更好,更能有效地进行短时交通流预测。
【图文】：
采集时间为２０１６年１０月１１日至２０１６年１０月１５日的６：３０－９：３０。逡逑ＯｐｅｎＩＴＳ合肥示范区位于安徽省合肥市经济技术开发区黄山路沿线，潮汐交逡逑通特征明显。示范区范围包括以下６个路口及其相邻路段，如图３－１所示，红色逡逑方框圈出的路口从左到右、从上及下的名称分别为：黄山路玉兰大道口、黄山路逡逑香樟大道口、黄山路天柱路口、黄山路科学大道口、黄山路天智路口、科学大道逡逑天湖路口。逡逑匕结V锞渝蚊我蚵峰义稀Ｗ皱危伞义希颍頩cU啠卞我铰访佩蝦>嘀逡逑？邋Ｓ邋？邋ub命？；！邋土逦路逦＾逡逑Ｉ逦■邋Ｂ逦■■丨邋Ｊ逦—＊逦宋冢Ｓ逡逑＼邋ｎ逦ＷＭ邋■＂逡逑？阻儿水Ｃ逦：／＾：／；，逦－P植浚唬傅赍义下坛牵抗鸹ㄔ板义厦纬缮缜诲义希卞义咸鞛靛翁欤幻髀峰翁祀桢翁烊ゅ义稀峰微峭罚α洗赐丁洞螅沃峰义贤迹常戏适痉肚段у义希疲椋纾酰颍邋澹常卞澹龋澹妫澹殄澹洌澹恚铮睿螅簦颍幔簦椋铮铄澹幔颍澹徨义贤迹常彩窃谕迹常钡幕∩希酉晗傅卣故玖宋⒉觳馍璞副嗪庞肼吠诲义喜婵诘亩杂叵担怀錾嫌畏种Ф韵掠温范蔚挠跋欤诒疚氖笛楣讨薪τ缅义衔⒉觳馍璞福浮ⅲ共杉氖堇丛げ馕⒉觳馍璞福端谖恢玫慕煌髁俊ｅ义希保插义
本文编号：2595949
【图文】：
采集时间为２０１６年１０月１１日至２０１６年１０月１５日的６：３０－９：３０。逡逑ＯｐｅｎＩＴＳ合肥示范区位于安徽省合肥市经济技术开发区黄山路沿线，潮汐交逡逑通特征明显。示范区范围包括以下６个路口及其相邻路段，如图３－１所示，红色逡逑方框圈出的路口从左到右、从上及下的名称分别为：黄山路玉兰大道口、黄山路逡逑香樟大道口、黄山路天柱路口、黄山路科学大道口、黄山路天智路口、科学大道逡逑天湖路口。逡逑匕结V锞渝蚊我蚵峰义稀Ｗ皱危伞义希颍頩cU啠卞我铰访佩蝦>嘀逡逑？邋Ｓ邋？邋ub命？；！邋土逦路逦＾逡逑Ｉ逦■邋Ｂ逦■■丨邋Ｊ逦—＊逦宋冢Ｓ逡逑＼邋ｎ逦ＷＭ邋■＂逡逑？阻儿水Ｃ逦：／＾：／；，逦－P植浚唬傅赍义下坛牵抗鸹ㄔ板义厦纬缮缜诲义希卞义咸鞛靛翁欤幻髀峰翁祀桢翁烊ゅ义稀峰微峭罚α洗赐丁洞螅沃峰义贤迹常戏适痉肚段у义希疲椋纾酰颍邋澹常卞澹龋澹妫澹殄澹洌澹恚铮睿螅簦颍幔簦椋铮铄澹幔颍澹徨义贤迹常彩窃谕迹常钡幕∩希酉晗傅卣故玖宋⒉觳馍璞副嗪庞肼吠诲义喜婵诘亩杂叵担怀錾嫌畏种Ф韵掠温范蔚挠跋欤诒疚氖笛楣讨薪τ缅义衔⒉觳馍璞福浮ⅲ共杉氖堇丛げ馕⒉觳馍璞福端谖恢玫慕煌髁俊ｅ义希保插义
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