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基于深度学习方法,对城市轨道交通的短时客流量进行预测。

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简介:
我国城市轨道交通正处于蓬勃发展的阶段,精确预测城轨交通的短时客流量对于保障城轨运营的安全、提升运营效率并降低运营成本至关重要。然而,由于城轨交通短时客流量呈现出强烈的随机性、周期性、相关性和非线性特征,基于传统模型的预测精度往往不尽理想。为解决这一问题,本文提出了一种基于深度信念网络(DBN)和支持向量回归机(SVM)的城轨交通短时客流深层预测模型(DBN-P/GSVM)。同时,利用遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)对SVM的参数进行了优化寻选。此外,本文还通过对成都地铁火车北站客流量的实际预测进行案例分析。实验结果表明,DBN-P/GSVM深度预测模型在均方误差、均方根误差、绝对误差均值以及绝对百分比误差均值等关键指标上均显著优于传统的GA-SVM模型、PSO-SVM模型、BP神经网络模型以及更深层的长短期记忆网络(LSTM)与LSTM-Softmax模型。

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    本研究利用深度学习技术,致力于开发精确的城轨交通短期客流量预测模型,以优化公共交通资源配置与调度。 我国城市轨道交通正处于快速发展阶段,准确预测城轨交通的短时间客流量对于保障运营安全、提升运营效率以及控制运营成本具有重要意义。由于城轨交通在短时间内乘客数量表现出高度随机性、周期性和非线性的特点,浅层模型在这种情况下难以达到理想的预测精度。为此,本段落提出了一种基于深度信念网络(DBN)和支持向量回归机(SVM)的深层预测模型(DBN-P/GSVM),并利用遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)优化了支持向量机(SVM)的相关参数设置。 通过实例分析成都地铁火车北站客流量,结果表明提出的DBN-P/GSVM深度预测模型在均方误差、均方根误差、平均绝对误差及平均绝对百分比误差等方面都优于浅层预测方法如GA-SVM模型、PSO-SVM模型和BP神经网络模型;同时,在上述指标方面也超过了深层的长短期记忆网络(LSTM)与LSTM-Softmax等其他深度学习技术。
  • 断面(2015年)
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    本研究聚焦于2015年的城市轨道交通系统,采用先进的数据分析方法,针对特定时段内的人流模式进行精确预测,旨在优化交通资源配置与提高乘客出行效率。 为了提高城市轨道交通断面客流短时预测的准确性,本段落提出采用多维标度法分析线网各断面之间的相关性,并将这些断面分为若干个相关小组。然后,以这些相关小组为研究对象,利用卡尔曼滤波方法建立相应的客流短时预测模型来进行预测。通过实例分析验证了该理论的有效性和优越性。结果表明,在考虑断面之间相互关系的情况下所构建的预测模型比单一断面模型具有更高的预测精度。
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    本文探讨了利用深度学习技术进行城市区域交通流量预测的方法与模型,旨在提高交通管理效率和减少拥堵现象。通过分析历史数据,构建有效的预测系统,为智能交通系统的开发提供新的思路和技术支持。 本段落探讨了基于深度学习的城市交通流量预测模型的研究进展,包括长短期记忆(LSTM)网络与DeepST-ResNet模型,并通过西安滴滴出行的真实数据进行了对比实验,分析各种模型的优缺点并提出了未来改进的方向。 近年来,随着技术的发展,深度学习在交通预测领域得到了广泛应用。这种技术能够处理复杂的流量信息,从而提高预测准确性。 长短期记忆(LSTM)网络是一种递归神经网络类型,它能有效捕捉长期依赖关系,在城市交通流量和路段速度的预测中表现突出。 DeepST-ResNet模型则是一个结合了时间和空间维度数据特点的深度学习框架。该模型在多个城市的实际应用中取得了显著效果。 对比实验显示,相较于LSTM模型,DeepST-ResNet模型能更精确地捕捉时空信息并提高交通流量预测精度。 基于深度学习的城市交通流量预测的优势包括:能够处理复杂的动态变化、有效融合时间和空间因素以及提供更高的准确性。然而,在实践中也面临数据需求量大、计算资源要求高及过拟合的风险等挑战。 综上所述,本段落验证了利用深度学习技术进行城市交通流量预测的可行性,并强调其在提升城市管理效率方面的潜力。
  • 研究.pdf
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    本文探讨了利用深度学习技术进行交通流量预测的方法和应用,旨在提高城市交通管理效率与减少拥堵现象。通过分析大量历史数据,建立高效准确的预测模型。 交通流量序列具有不稳定性和周期性,并且容易受到节假日等因素的影响,因此预测交通流量是一项挑战性的任务。为此,设计了一种基于深度学习的交通流量预测模型,该模型结合了卷积神经网络(CNN)与长短时记忆神经网络(LSTM)。具体而言,卷积神经网络用于提取特征分量,而长短时记忆神经网络则综合这些特征进行序列预测。通过在贵州省高速公路车流量数据集上的验证,此模型相较于传统方法展现出更高的精确度和实时性,并且在不同数据集上也具有良好的泛化性能。
  • LSTM.pdf
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    本论文探讨了利用深度学习中的长短时记忆网络(LSTM)对城市交通流量进行精准预测的方法,旨在为智能交通系统提供有效的数据支持。 本段落档探讨了基于深度学习的LSTM(长短期记忆网络)在交通流量预测中的应用。通过分析历史数据并结合时间序列特性,该研究旨在提高交通流量预测的准确性与可靠性,为城市交通规划提供有力的数据支持和技术手段。
  • CNN和LSTM
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    本研究提出了一种结合卷积神经网络(CNN)与长短期记忆网络(LSTM)的模型,旨在提升短时交通流量预测精度,为智能交通系统提供有力支持。 基于CNN+LSTM的短时交通流量预测方法探讨了如何利用卷积神经网络(CNN)与长短期记忆网络(LSTM)结合的技术手段来提高对城市道路交通量短期内变化趋势的准确预判能力,为智能交通系统的设计和优化提供了新的思路。
  • yc.rar____
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    本项目yc.rar专注于交通流量预测领域,特别针对短时交通流量进行分析与建模。通过历史数据和实时信息,优化模型以提高预测准确性,为交通管理和规划提供决策支持。 交通流量预测是现代城市交通管理中的关键环节,在短时间内的精确预测对于优化调度、防止拥堵及提高道路安全具有重要意义。yc.rar文件包含了用于进行短期交通流量预测的源代码,其主要目标是从历史数据中提取信息,并对未来一段时间内可能的交通流量做出准确估计。 理解基础原理是必要的:交通流量通常指单位时间内通过某路段车辆的数量,它是衡量道路使用情况的重要指标之一。短时预测一般指的是从几分钟到几小时内的流量变化,这要求模型能够快速适应实时变动并保持较高的准确性。 yc.m是一个MATLAB脚本段落件,在数学计算和数据分析领域具有广泛应用的MATLAB环境非常适合此类任务。该脚本可能包含以下关键部分: 1. 数据预处理:原始数据通常需要清洗以去除异常值,并转化为适合分析的形式,这包括归一化和平滑等步骤。 2. 特征工程:为了捕捉交通流量的变化规律,可能会提取一系列相关的特征信息,例如时间序列的滞后效应、节假日因素以及上下班高峰期的影响。 3. 模型构建:选择适当的预测模型是关键。常用的模型有ARIMA(自回归整合移动平均)、灰色系统理论、支持向量机和神经网络等。yc.m可能采用了其中的一种或几种组合应用的方式。 4. 训练与优化:使用历史数据训练选定的模型,并通过交叉验证等方式调整参数,以提高预测精度。 5. 预测评估:将经过训练后的模型应用于未见过的数据集上进行未来流量的预测,并利用如均方误差和平均绝对误差等指标来评价其表现。 6. 可视化展示:源代码可能还包括绘制实际交通流与预测结果对比图的功能,帮助直观地理解模型的表现情况。 在实践中,这样的短期交通流量预测系统可以集成到现有的智能交通管理系统中。它能够实时接收传感器数据,并根据这些信息动态调整信号灯控制策略或向公众发布出行建议等措施,从而有效缓解城市道路交通压力并提高整体运行效率。
  • 间序列数据集
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    本数据集包含多个城市的轨道交通在不同时间段内的客流量记录,旨在为交通规划者和研究人员提供详实的数据支持。 城市轨道客流时间序列数据集
  • 源码设计
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    本项目致力于开发一种基于深度学习技术的交通流量预测算法,并提供详细的源代码设计。该算法旨在提高城市交通管理效率和道路通行能力,通过分析历史数据来准确预测未来一段时间内的车流状况,从而为交通规划者、驾驶员及公共交通系统运营商等群体提供决策支持。 本项目致力于通过深度学习技术设计交通流量预测算法,并提供相应的源代码。整个项目包含267个文件,包括212张PNG图像、7个CSV数据文件以及7个Python源码文件。 该项目的核心目标是提升城市交通管理的效率和精确性。通过对大量历史交通流量数据进行深度学习分析,系统能够预测未来时段内的交通状况,并为城市的实时决策提供有力支持。 项目中的PNG图片主要用于展示算法的结果或帮助理解模型的工作原理。这些图表可能包括特征分布图、训练过程监控图等,使复杂的计算结果更加直观易懂。 CSV文件则包含了实际的交通流量数据,如时间戳和地点信息,是构建预测模型的重要基础资料。在深度学习框架下,这些原始数据会被用于训练算法并测试其准确性。 项目中的7个Python源代码文件则是整个系统的基石。它们涵盖了从数据预处理到模型建立、训练以及最终输出预测结果的全过程。例如,可能有一个专门用于加载和准备数据集的文件(如dataset.py),一个定义网络结构的模型构建脚本(model.py),还有一个负责执行训练过程的脚本(train.py)。 除了上述提到的功能模块外,项目中还包含了一些辅助性的代码文件。比如utils.py可以提供通用的数据处理工具或辅助函数;constant.py可能包含了算法运行时需要使用的常量值定义等。 综上所述,该项目是一个全面且复杂的交通流量预测系统设计方案。它不仅能够帮助城市管理者更有效地应对当前的交通挑战,还为未来的城市发展提供了重要的数据支持和决策参考依据。项目标签包括“深度学习”、“交通流量预测”、“算法设计”以及“Python源码”,这些关键词准确地反映了项目的重点技术领域及其应用场景。 此资源对于从事相关研究或开发工作的人员来说具有很高的价值和实用性。