基于核学习方法的短时交通流量预测

基于核学习的强大非线性映射性能,针对短时交通流量预测,提出一类基于核学习方法的预测模型。核递推最小二乘(KRLS)基于近似线性依赖(approximate linear dependence,ALD) 技术可降低计算复杂度及存储量,是一种在线核学习方法,适用于较大规模数据集的学习;核偏最小二乘(KPLS)方法将输入变量投影在潜在变量上,利用输入与输出变量之间的协方差信息提取潜在特征;核极限学习机(KELM)方法用核函数表示未知的隐含层非线性特征映射,通过正则化最小二乘算法计算网络的输出权值,能以极快的学习速度获得良好的推广性。为验证所提方法的有效性,将KELM、KPLS、ALD-KRLS用于不同实测交通流数据中,在同等条件下,与现有方法进行比较。实验结果表明,不同核学习方法的预测精度和训练速度均有提高,体现了核学习方法在短时交通流量预测中的应用潜力。     

基于AFSA-LSSVM的短时交通流量预测

为了提高短时交通流量的预测精度,针对最小二乘支持向量机（LSSVM）参数优化难题,提出一种人工鱼群算法（AFSA）和LSSVM相结合的短时交流量预测模型（AFSA-LSSVM）,通过采用AFSA优化LSSVM参数,并采用具体短时交通流量数据进行仿真实验。仿真结果表明,相对于参比模型,AFSA-LSSVM可以获得更优的LSSVM参数,能够更加准确地描述短时交通流量变化趋势,提高了短时交通量的预测精度,为非线性短时交通流量预测提供了一种新的研究思路。     

基于LSTM-BP组合模型的短时交通流预测

为减轻日益严重的交通拥堵问题,实现智能交通管控,给交通流诱导和交通出行提供准确实时的交通流预测数据,设计了基于长短时记忆神经网络（LSTM）和BP神经网络结合的LSTM-BP组合模型算法.挖掘已知交通流数据的特征因子,建立时间序列预测模型框架,借助Matlab完成从数据的处理到模型的仿真,实现基于LSTM-BP的短时交通流精确预测.通过与LSTM\BP\WNN三种预测网络模型的对比,结果表明LSTM-BP预测的时间序列具有较高的精度和稳定性.该模型的搭建,可对交通分布的预测、交通方式的划分、实时交通流的分配提供依据和参考.     

利用模糊时间序列进行短时交通流预测

短时交通流预测在交通控制中起着基础的作用.本文利用模糊时间序列提出了一种新的短时交通流预测模型,并且在此模型基础上提出了一种算法.此算法和以往算法最大的不同就是能够处理历史数据是语言变量的预测问题.最后通过北京紫竹桥的实测数据和其它预测算法比较验证了本文提出算法的有效性和实用性.     

一种基于小波和神经网络的短时交通流量预测

针对实际交通流变化的不稳定性和复杂性的特点,应用交通流预测模型获取更准确的交通流信息,是智能交通领域的一个研究热点。提出一种基于小波分析与神经网络结合的预测模型。模型主要思想是通过小波多分辨率分析和Mallat算法对原始交通流数据进行平滑降噪处理,处理过程选用db10小波和软阈值去噪函数使得交通流曲线更加平滑稳定,更能真实反映交通流的真实情况;再采用激活函数为Tan-Sigmoid,训练函数为trainlm,各层神经元节点数为1-12-1的三层BP神经网络对消噪后的交通流数据进行训练,用训练好的预测模型对实际交通流信息进行预测,最后获取准确的交通流信息。实验结果表明,采用小波分析与BP神经网络结合的方法得到的预测结果平均相对误差为0.03%,最大相对误差为0.39,拟合度(EC)达到0.96。仅使用BP神经网络预测模型对交通流数据进行预测后得到的预测结果的平均相对误差为0.08%,最大相对误差为0.89%;实验对比采用BP神经网络预测模型和卡尔曼滤波、GM(1,1)预测模型对交通流的预测,BP神经网络预测模型的误差指标大大减小,拟合度大大提高,有较好的准确性和可行性,能较准确地反映交通流真实情况。而经过小波去噪与BP神经网络结合的预测模型提高了预测精度,为交通流的实时动态预警提供了更加准确真实的情况。     

基于模糊神经网络的短时交通流预测方法研究

为满足交通控制和诱导系统的实时性需求,减少交通拥挤状况,降低交通事故突发频率,需要对短时交通流进行预测;当前的短时交通流预测方法是采用K-近邻的非参数回归对其进行预测,预测过程中没有将预测模型中关键因素对交通流的影响进行详细的说明,导致预测结果不准确,存在短时交通流预测误差较大的问题;为此,提出一种基于模糊神经网络的短时交通流预测方法;该方法首先以历史短时交通流数据样本序列为基础,将提取的关联维数作为短时交通流的混沌特征量,然后以该特征量为依据,对短时交通流数据进行聚类,使相同的短时交通流聚合类样本比不同的交通流聚合类样本更为贴近,采用高斯过程回归对短时交通流预测模型进行建设,建设过程中利用差分方法对短时交通流预测序列进行平稳化操作之后,对短时交通流预测模型进行训练,将GPR模型引入至短时交通流预测过程中,得到交通流预测方差估计值,并确定交通流预测值置信区间,由此实现短时交通流的预测;由此实现短时交通流的预测;实验结果证明,所提方法可以准确地预测交通运输系统的实时状况,为车辆行驶的最佳路线进行了有效引导,减少了自然影响方面和人为因素对短时交通流预测结果的干扰,为交通部门对交通路况的控制管理提供了依据。     

基于SOA-LSSVM的短时交通流量预测

针对短时交通流量存在的非线性与不确定性的问题,结合搜索者算法收敛精度高和最小二乘支持向量机计算速度快的优点,提出基于搜索者-最小二乘支持向量机( SOA-LSSVM)的流量预测模型,将该模型应用于短时交通流量预测,并与人工神经网络进行对比分析,结果表明,该模型具有较高的预测精度和泛化能力,适合于短时交通流量的预测,具有良好的推广应用价值。     

基于时间序列与BP-ANN的短时交通流速度预测模型研究

针对现有的交通流速度预测模型使用唯一数据集且模型单一的问题,提出一种时间序列与人工神经网络相结合的预测模型。该模型通过时间序列分别对实时数据和历史数据建模预测,并应用人工神经网络调整实时数据和历史数据的预测值。实验结果表明该预测模型能够将预测误差控制在7%以内,且能够对不同输入参数下的短时交通流速度进行有效预测。     

基于最优梯度自适应优化算法的交通流预测

短时交通流预测在交通控制中起着基础的作用。建立了一类不需要选取初始值、带有动态参数的指数平滑模型。以预测误差平方和SSE最小为目标,构造了优选并自动生成最佳参数,使平滑模型得以优化的最速下降算法,增强了模型对时间序列的适应能力。较好地解决了指数平滑预测中,平滑参数靠检验确定且为静态、平滑初值难以确定并导致预测偏差等问题。通过比较上海浦东的实测数据和其它预测算法,验证了该算法的有效性和实用性。     

改进时间序列模型在高速公路短时交通流量预测中的应用

为了提高短时交通流预测精度,针对传统时间序列模型在进行交通流量预测时存在无法动态调整模型参数、样本量过大导致序列的平稳性减弱、建模过程复杂等不足,从样本序列的动态选取及模型识别两方面进行优化,提出了一种改进的时间序列模型。利用渝武高速公路微波车检器的实测流量数据对改进前后的时间序列模型进行了实验验证和对比分析,结果表明改进后的时间序列模型有效克服了传统时间序列模型的不足,并对不同的交通流状况具有较好的适应性,无论在工作日还是节假日均具有更高的预测精度。     

基于乘积耦合Volterra模型的短时交通流预测

基于混沌序列固有的非线性和确定性机制以及Volterra级数的非线性表征能力,提出一种短时交通流预测的三阶Volterra模型。针对Volterra模型随阶数增加复杂度以幂次方增加的问题,研究了该模型的乘积耦合近似实现结构。首先,采用互信息法和虚假邻点法选取时间延迟和嵌入维数,并采用小数据量法计算Lyapunov指数判定交通流是否具有混沌特性;然后,建立三阶Volterra滤波器的乘积耦合近似实现结构,并采用一种改进的非线性归一化最小均方(NLMS)算法实时调整模型系数;最后,对高速公路实测交通流的预测结果表明,交通流中存在混沌特征,应用构建的预测模型可有效地对交通流进行预测,且降低了模型的复杂性。     

基于改进GMDH算法的路口短时交通流量预测

城市交通是一个复杂的大系统,实时而准确的短时交通流量预测,可以为城市交通诱导和控制提供科学支持。针对GMDH算法建模泛化能力差的问题,结合集成学习的思想对GMDH算法进行改进,并将改进的算法应用到短时交通流量模型的构建中。结果表明,该方法可以有效地对短时交通流量进行预测,建模平均相对误差为1.10%,预测相对误差为0.58%。     

基于云模型的短时交通流预测方法研究

为了提高短时交通流预测的精确性,提出了一种基于云模型的短时交通流智能预测方法.该方法利用云模型拟合交通流,分别用历史交通流和当前交通流建立历史云和当前云,共同生成预测云,用采预测交通流.结合广州市某交叉口交通流量采集数据,进行了仿真试验,以平均绝对误差(MAE)和平均绝对百分比误差(MAPE)两个指标来衡量预测效果,结果表明了该预测方法具有较高的预测精度.该方法既考虑到交通流历史变化,又顾及交通流实时变化,同时将交通流做整体性处理,很好地避开了噪声引起的预测误差问题,兼顾了预测精度和实时性的要求.     

周相似特性下交通流组合预测方法研究

根据交通流量具有周相似的特性,构造了周相似序列。用霍特指数平滑法对周相似序列进行预测,用人工神经网络对残差部分进行预测。将指数平滑法与神经网络法相结合,以便发挥每种方法的优势,获得比单个方法更好的预测结果。实例分析表明,比单独使用ARIMA或单独使用神经网络方法,使用组合方法的预测误差最小,适合于实时的交通流预测。     

基于交通流特性的高速公路交通网络建模与应用

为了满足高速公路安全管理系统的功能需求,提出了一种适合高速公路交通网络数据表达、操作与分析的基于交通流特性的高速公路交通网络数据模型,弥补了现有交通网络GIS数据模型在复杂的网络建模和分析中的不足。在分析高速公路交通流特性的基础上提出了高速公路交通网络的建模要素,并设计了概念建模、逻辑建模和物理建模的方法。该模型有利于迅速响应影响网络交通流分布的突发事件并生成安全管制决策,文中以高速公路网交通封闭实施位置算法为例说明其在高速公路安全管理领域的应用。     

BNs-OLS-SARIMA对城市短时交通流的预测*

通过在目标路口构建贝叶斯交通网（BNs）,并对与此交通网相关的交通流建立非平稳季节（SARIMA）模型,采用最小二乘法（OLS）取得相应模型的最佳权重组合,对缺失数据下的城市道路短时交通流进行预测。使用重庆市某路口的交通流数据对模型进行检测,通过多种预测指标对结果进行对比分析,结果表明BNs-OLS-SARIMA把交通流的网络结构与其周期性结合在一起,对短时交通流有良好的预测效果。     

分步式滤波在短时交通流预测中的应用

用基于分步式滤波的多传感器动态系统数据融合算法建立了短时段交通流量预测模型,并与传统的卡尔曼滤波算法在计算复杂度上进行了比较。利用澳大利亚某高速公路所采集的数据进行了预测仿真实验。实验结果表明该算法确保了预测精度,同时简化了计算量,提高了响应速度,可以实现对交通流的实时预测。     

交通流时间序列模式相似性度量法

针对交通流时间序列具有高维、高噪声的特性,设计了基于趋势变动、拟合优度和最小距离和百分比原则的联机分割算法用于时间序列维约简。对分割后的时间序列进行5元组分段线性表示,并据此定义五种常见的时间序列形状相似性距离。使用分层聚类算法分析它们在不同的交通流状态辨识中的效果,以此确定交通流时间序列的模式相似性度量方法。以上海南北高架东侧间部分路段固定线圈检测数据为例进行了实证分析,最终确定模式距离与欧氏距离组合方式为交通时序模式相似性度量的最佳方法。