区域交通状态分析的时空分层模型

为了解决区域交通状态分析问题,提出了一种区域交通状态时空分层模型及其建立方法。根据区域交通状态分析需求,设定交通拥堵的不同截值,把路口状态划分为不同层次,建立了时空分层模型。该模型含盖了交通网络的微观、中观和宏观交通参数,包含交通网络时空信息和交通状态信息,得到路口可达性和路段连通性的分析结果,解决了目前区域交通状态自动分析中模型建立问题。仿真结果表明:分层模型能够把路网中不同交通状态的路口分离为具有不同可达性的层次,能够从中分析出路口可达性、路段连通性和路网交通状态的变化,并能够直接表示时空状态信息。该建模方法和分析方法可以直接用于交通状态的自动分析中,所提出分层模型也可用到交通诱导和交通控制中。     

基于宏观交通流模型的行程时间预测

以高速道路为研究对象,概述了宏观交通模型的基本方程,提出了一种基于宏观交通模拟的路径行程时间预测方法．预测方法以宏观模型输出的速度为基础计算路径行程时间,能够考虑交通拥堵以确保行程时间预测结果更合理．预测方法包含一般计算方法、由路段行程时间合成的方法（近邻组合法）这两种计算方法,后者用以加快计算速度,确保预测能够适用于较大规模路网．算例分析说明了预测方法的有效性．     

基于三次元MFD和ARIMA模型的区域宏观交通状态预测方法

为准确预测路网整体的车辆运行状态,利用MFD在外界相似条件下具有良好再现性的重要性质,提出一种基于(包括时间轴在内的)三次元MFD和ARIMA模型的区域宏观交通状态的短时预测方法.该模型由表征历史数据特征的趋势项与表示预测当天宏观交通状况微小变动的随机项等2部分组成.其中,趋势项由三次元MFD的历史数据计算得出,随机项...     

基于交通信息提取的区域交通状态判别方法

为了准确判别区域路网的交通状态,提出了基于交通信息提取的区域交通状态判别方法．在分析区域路网交通流宏观特性的基础上,结合区域路网的拓扑结构与交通流特征,提出区域交通状态判别指标体系,并基于可拓学建立了区域交通状态判别模型．以一个主干道区域路网为例,验证了路网交通状态判别方法的有效性．该交通状态判别方法可应用于在线交通状态分析和历史数据库交通运行特征的提取,为交通管理决策提供了基础信息．     

基于回归-卡尔曼滤波组合模型的航道整治区域船舶交通流时空预测

为分析及预测工程不同阶段航道整治区域船舶交通流量变化,通过确立研究断面,获取交通流数据,对研究断面处的船舶交通流时空特性进行分析.基于现有数据,将回归模型预测值替代卡尔曼滤波模型中的状态转移值,建立回归-卡尔曼滤波组合模型,在卡尔曼滤波模型预测具有实时性的基础上,提高预测精度,并利用历史数据进行了预测.预测结果与实际数...     

基于定性动态概率网络的交通状态预测及改进

 交通问题已经成为了制约城市发展的一个主要问题.城市的交通状态是可以预测和加以改进的.有效的交通状态预测在一定程度上能优化交通状态,减少交通堵塞.定性动态概率网络(QDPNs)是目前进行动态地推理不确定知识领域最有效的模型之一.提出了一种基于定性动态概率网络的交通状态预测及改进的方法,该方法从系统的角度对城市的交通状态进行建模,通过推理,能够找到交通问题的症结,以便采取有针对性的措施来解决交通拥堵问题.     

基于回声状态网络模型的短时交通流混沌预测

为了提高短时交通流预测的准确度,提出基于回声状态网络模型的短时交通流混沌预测方法;利用C-C法计算相空间重构的延迟时间和嵌入维数;利用遗传算法对回声状态网络模型进行参数寻优,进而构建基于遗传算法的回声状态网络模型;采用城市快速路实测数据进行实验验证和对比分析.结果表明,所提出方法的预测效果明显优于支持向量机模型、小波神...     

交通状态可预测性量化方法

针对现有城市交通状态的可预测性缺乏有效量化分析方法这一问题,提出了基于熵的交通状态可预测性量化方法.首先,从静态可预测性出发,通过计算交通状态序列的熵得到对应的量化规律性,利用二元熵函数将该规律性转化为可预测性;然后,考虑到交通状态的可预测性会随着时间动态变化,通过瞬时熵实现了对特定时刻可预测性的量化计算;最后,分析了...     

基于小波分析和集成学习的短时交通流预测

针对短时交通流具有随机性和不确定性等特征,提出一种基于小波分析和集成学习的组合预测模型.首先,对原始交通流数据的平均行程时间序列应用Mallat算法进行多尺度小波分解,且对各尺度上分量进行单支重构;其次,对于各重构的单支序列分别使用极端梯度提升模型(extreme gradient boosting,XGBoost)进...     

基于状态空间模型的多鱼种鱼量变化预测研究

状态空间模型被应用于许多预测模型,大型生态养鱼场所多鱼种鱼量变化预测能直观的反应养鱼场各鱼种鱼量,对养鱼管理者决策,饲料的投放,捕鱼的时机有着很大的指导意义。应用状态空间模型的时间序列预测方法对多鱼种鱼量预测进行了研究。最后对预测结果进行分析,评估模型的可行性和可靠性。     

基于小波包分析的网络流量组合预测模型

提出一个基于小波包分析的网络流量组合预测模型,将流量数据构成的原始序列进行小波包分解,并将分解得到的各近似部分和各细节部分分别单支重构成低频序列和高频序列.根据低频序列和高频序列的不同特性,分别采用自回归模型（AR）和线性最小均方误差估计（LMMSE）对未来网络流量进行预测,最后重新组合生成预测流量.通过对真实网络流量的仿真实验,结果显示该模型能够对网络流量进行比较精确的预测.     

基于小波包分析的网络流量组合预测模型

提出一个基于小波包分析的网络流量组合预测模型,将流量数据构成的原始序列进行小波包分解,并将分解得到的各近似部分和各细节部分分别单支重构成低频序列和高频序列.根据低频序列和高频序列的不同特性,分别采用自回归模型（AR）和线性最小均方误差估计（LMMSE）对未来网络流量进行预测,最后重新组合生成预测流量.通过对真实网络流量...     

基于卷积神经网络与门控循环单元的交通流预测模型

为对交通流进行多步预测,支持智能交通系统的长期决策任务,一种基于编码器-解码器（encoder-decoder,ED）的卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)-门循环单元(gate recurrent unit, GRU)模型,简称ED CNN-GRU。首先使用CNN作为编码器,对交通流序列进行信息捕捉,再将上述信息通过GRU解码器进行解释并输出。实验证明,对比CNN、GRU单个模型,ED框架有效解决了误差的迅速累积问题。对比其他基准模型,CNN、 GRU模型对于交通流序列的特征提取及解释能力较为优秀。对于未来12个步长的交通流量预测任务,对比其他基准模型,单因素输入情况的ED CNN-GRU模型的均方根误差下降约0.344～6.464,平均绝对误差下降约0.192～0.425。对比单因素输入,多因素输入下ED CNN-GRU模型拥有更好的预测能力。证明了ED CNN-GRU模型在不同输入维度的多步交通流预测中任务中均具有良好的预测能力,为数据获取条件不同的城市提供了一个支持单因素及多因素输入情况的多步交通流预测模型。     

基于长短时记忆网络的Encoder-Decoder多步交通流预测模型

交通流序列多为单步预测.为实现交通流序列的多步预测,提出一种基于编码器解码器(encoder-decoder,ED)框架的长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)模型,即ED LSTM模型.将自回归滑动平均、支持向量回归机、XGBOOST、循环神经网络、卷积神经网络、LSTM作为对照组进行实验验证.实验结果表明,当预测时间步长增加时,ED框架能够减缓模型性能的下降趋势,LSTM能够充分挖掘时间序列中的非线性关系.除此之外,在单变量输入的情况下,在PEMS-04数据集上,当预测时间步长为t+1到t+12的12个时间步时,ED LSTM模型的均方根误差(root mean squard error,RMSE)及平均绝对误差(mean absolute error,MAE)分别下降0.210～5.422、0.061～0.191.相较于单因素输入,多因素输入的ED LSTM模型在12个预测时间步长下,RMSE、MAE分别下降0.840、0.136.实验证明了ED LSTM模型能够有效地用于交通流序列的多步及单因素、多因素预测任务.     

基于RBF神经网络的城市快速路短时交通流预测研究

为检验灰色模型及径向神经网络模型用于短时交通流预测的可行性及适用性,本文分析和比较了灰色模型GM（1,1）和RBF径向神经网络模型对短时交通流的预测效果。仿真实例表明,灰色模型不适合用于短时交通流预测,而径向神经网络能够准确预测短期交通流的未来变化趋势,当径向基函数的分布密度值在0.8~1.0之间时能够取得较高的预测精度。     

灰色马尔柯夫模型在交通量预测中的应用

交通量预测是道路交通规划与路面设计的基础,由于影响交通量生成和增长的因素具有层次复杂性、关系模糊性、动态变化随机性和指标数据不确定性等,从而导致交通量的预测结果与路面实际运营数量之间有较大差异.本文利用改进的灰色GM(1,1)预测模型和马尔柯夫随机过程理论,建立了交通量的灰色马尔柯夫预测模型.实例计算分析表明,该模型具有较强的适用性,预测得到的交通量数据具有较高的精度和可靠度.     

A new dynamics model for traffic flow

As a study method of traffic flow, dynamics models were developed and applied in the last few decades. However, there exist some flaws in most existing models. In this note, a new dynamics model is proposed by using car-following theory and the usual connection method of micro-macro variables, which can overcome some ubiquitous problems in the existing models. Numerical results show that the new model can very well simulate traffic flow conditions, such as congestion, evacuation of congestion, stop-and-go phenomena and phantom jam.