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一个基于 CNN 和 LSTM 的高速公路交通流量预测模型,其实现使用了 Python 代码。

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简介:
该 LCTFP 模型,是一种基于卷积神经网络 (CNN) 和长短期记忆网络 (LSTM) 的高速公路交通流量预测方案,并提供了 Python 代码实现。该模型能够获取车站内运行脚本的各个站点在半小时内的交通流量数据,存储在名为“traffic_data.txt”的文件中,以及用于运行数据的“data_preprocess.py”脚本。原始的数据处理流程包括数据采集、对时间进行归一化处理以及确定处理顺序。LCTFP 利用 1D CNN 与 LSTM 结构的组合,对暴露的短时交通流进行精准预测。具体而言,1D CNN 负责学习短时交通流的空间特征信息,而 LSTM 则专注于捕捉交通流随时间的变化规律和特征。此外,脚本 “cnn_lstm_param.py” 允许用户进行超参数搜索优化,在使用前需要确保已安装 Hyperas 库。

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客服
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  • LCTFP: 结合CNNLSTM(含Python
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    本论文提出了一种结合卷积神经网络(CNN)与长短时记忆网络(LSTM)的新型混合架构——LCTFP,专为高速公路交通流量预测设计。文中详细介绍了该模型的工作原理,并提供了相应的Python实现代码,以供研究者参考和实验。 LCTFP 是一种基于 1D CNN 和 LSTM 结构的高速公路交通流量预测模型(使用 Python 编程语言实现)。该脚本处理车站内每个站点一个半小时内的交通流数据,通过运行 `data_preprocess.py` 脚本来读取和预处理所有 `.txt` 文件中的原始数据。这些文件包含采集到的数据、时间归一化处理以及顺序处理步骤。 LCTFP 使用 1D CNN 和 LSTM 的组合结构来预测短时交通流量。其中,1D CNN 学习空间特征,而 LSTM 则学习时间序列特性。通过运行 `cnn_lstm_param.py` 脚本可以进行超参数搜索,在使用该脚本前需要安装 hyperas 库。 这段描述中未包含任何联系方式或网址信息。
  • CNNLSTM短时方法
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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。
  • LSTMGRU系统
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    本研究开发了一种基于LSTM和GRU的深度学习模型来预测道路交通流量,旨在提高城市交通管理效率及减少拥堵。 在交通需求日益增长的背景下,一系列交通问题也相继出现,其中最突出的问题是交通拥堵。为了有效缓解这一难题,智能交通系统(ITS)被广泛应用于动态交通管理中。短时交通流预测作为相关管理部门实施管控的重要依据,在智能交通系统的重点研究内容中占据重要地位。准确的短时交通流量预测不仅能实现对交通状态的有效监控并据此进行有效的交通诱导,还能为出行者提供实时、具体的道路信息,从而提高道路通行能力。 针对当前道路交通流量预测方法无法充分揭示其内部本质规律的问题,提出了一种基于深度学习的预测模型,并利用长短期记忆网络(LSTM)进行了交通流的预测。实验结果显示,所提出的预测模型具有较高的准确性,是一种有效的交通流预测方法。该研究使用的数据集、模型代码及系统实现运行环境为Python 3.7.6,配置包括tensorflow==2.1.0和Keras==2.3.1等,并包含相关配置文件。
  • LSTMBP组合短期
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    本研究提出了一种结合LSTM与BP神经网络的混合模型,用于提高短期交通流量预测精度,以应对交通系统中的动态变化。 为了缓解日益严重的交通拥堵问题,并实现智能交通管控,提供准确实时的交通流预测数据以支持交通流诱导及出行决策,设计了一种基于长短时记忆神经网络(LSTM)与BP神经网络结合的LSTM-BP组合模型算法。该方法通过挖掘已知交通流数据中的特征因子,建立了时间序列预测模型框架,并利用Matlab软件完成了从数据处理到模型仿真的全过程。此过程实现了短时交通流量的精确预测。 经过与LSTMBPWNN三种不同预测网络模型对比实验后发现,基于LSTM-BP的时间序列预测具有更高的精度和稳定性。因此,该模型不仅能够为交通分布的预测、交通方式的选择以及实时交通流分配提供依据和支持,还具有潜在的应用价值和发展前景。
  • Python.zip
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    该压缩文件包含使用Python编写的多种算法和模型,用于进行交通流量预测。适合研究人员及工程师参考学习并应用于实际项目中。 交通流量多模型预测python实现源码.zip包含的主要内容如下: - **model** 模型包:此仓库中的主要执行预测的模型都存储在此目录中,主要包括以下类型: - SVR及GA_SVR - LSSVR及GA_LSSVR - KNN_GA_LSSVM - BP及BP_GA - **plot** 绘图包:主要用于指定需要绘制的对象图表,并且对于数据图表的布局进行指定。包含以下类型: - 线型图(Line) - 线框图(Wireframe) - **data** 数据包:主要用于指定数据处理的pipe流程,实现对数据预处理和输出等操作。 - **lib** 基础库构建程序所需的基础构件,包含但不限于程序元类包、程序类的基础原型及部分算法原型。 - **tasks** 库支撑基础库中的任务执行流程,用于列出可执行的任务。使用方法如下: - 列出可执行任务:`python -m tasks list` - 执行特定任务操作:`python -m tasks start ` 此外,可以利用该库绘制图表如流量预测对比图和分时段交通流量预测精度图等。
  • LSTM.zip
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    本项目旨在开发一种基于长短时记忆网络(LSTM)的交通客流预测模型。通过分析历史数据,该模型能够有效预测未来一段时间内的客流量变化趋势,为城市交通规划提供科学依据。 在现代城市交通管理中,准确预测交通客流是优化资源配置、提高效率与安全性的关键因素之一。本项目旨在利用长短期记忆网络(LSTM)来实现这一目标。作为一种特殊的循环神经网络(RNN),LSTM特别适用于处理时间序列数据,如交通流量记录,因为它能够捕捉到这些数据中的长期依赖关系。 基于LSTM的交通客流预测方法主要包括以下步骤: 1. 数据预处理:收集历史客流量的数据,并进行必要的清洗和格式化。这包括填补缺失值、归一化或标准化等操作,以便于模型输入。 2. 特征工程:考虑到天气条件、节假日等因素对客流量的影响,在建立模型之前需要将这些因素转化为特征向量形式,以供LSTM网络学习它们与客流之间的关系。 3. LSTM网络构建:该步骤涉及设计适合预测任务的神经网络架构。对于交通客流而言,输入层会包含过去的客流量数据序列,而输出则是对未来的预测值。整个模型通常包括多个记忆单元组成的LSTM层以及全连接和输出层等组件。 4. 训练与优化:通过监督学习方式更新权重参数,并利用反向传播算法来最小化损失函数(如均方误差或均方根误差)。为了防止过拟合现象,可以采用正则化技术和提前停止策略进行模型调整。 5. 预测效果评估:完成训练后,在测试集上对预测结果进行全面评价。常用指标包括平均绝对误差、决定系数等数值度量方法;此外还可以通过图表直观展示实际值与预测之间的对比情况。 6. 模型应用及改进方向:预测成果能够为交通管理部门提供决策支持,例如用于公共交通调度或道路设施规划等方面的应用场景中。为了进一步提高模型精度,可以考虑使用集成学习技术、多模态融合方法(结合GPS数据等其他信息源)或者采用更复杂的LSTM变种如双向LSTM和堆叠式LSTM架构。 在提供的资料包内,“a.txt”文件可能包含有关预处理或训练过程的信息记录;而“trafficflowforecasting”则可能是实现上述步骤所需算法与脚本的代码集合。通过深入研究这些文档内容,我们能够更好地理解如何利用LSTM进行交通客流预测,并探索进一步优化模型性能的可能性。
  • Python
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    本项目探讨并实现了多种用于预测车流量的统计与机器学习模型,通过Python编程语言进行建模和分析,旨在为交通管理和城市规划提供数据支持。 在Keras神经网络框架下,使用提前收集的车流量数据来训练模型,并对未来车流量进行预测。
  • 使TorchCNN+LSTM+Attention时间序列板(
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    本项目提供了一个基于PyTorch框架的时间序列预测代码模板,结合了CNN、LSTM与注意力机制,适用于多种时间序列预测任务。 基于torch实现cnn+lstm+attention模型的时间序列预测代码模板提供了一个通用的框架来构建结合卷积神经网络(CNN)、长短期记忆网络(LSTM)以及注意力机制(Attention)的时间序列预测模型。这种组合利用了CNN在捕捉时间序列数据中的局部特征、LSTM对长期依赖关系的理解能力,以及Attention机制在处理不同时间段信息时的有效性,为复杂时间序列的分析提供了强大的工具。以下是实现该模型的基本代码结构: 1. **导入必要的库** ```python import torch from torch import nn ``` 2. **定义CNN层** 创建一个卷积神经网络层来处理输入数据。 3. **构建LSTM部分** 使用PyTorch中的`nn.LSTM()`函数,结合前面的输出作为输入。 4. **加入注意力机制** 实现一个自定义的Attention类或使用现有的库如Hugging Face Transformers中提供的方法。 5. **模型整合与训练** 将上述组件结合起来形成完整的预测模型,并利用时间序列数据进行训练和验证。 6. **评估及调整** 使用适当的指标来评价模型性能,根据需求对超参数等进行调优以达到最佳效果。 通过这种方式构建的时间序列预测系统可以应用于各种场景中,包括但不限于金融市场的趋势分析、天气预报以及医疗健康领域的患者监测等领域。
  • LSTM-.zip_LSTM_LSTM_LSTM_LSTM_
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    本项目使用LSTM神经网络进行交通流量预测。通过建立LSTM模型分析历史数据,以实现对未来交通状况的有效预测,优化城市交通管理。 通过改进经典的LSTM模型来预测交通流,可以提升RNN神经网络的性能。
  • 深度学习(SAEs、LSTM、GRU)Python.zip
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    本资源提供了一套基于深度学习技术(包括自编码器(SAEs)、长短时记忆网络(LSTM)和门控循环单元(GRU))进行交通流量预测的研究资料及完整Python实现代码。 1. 版本:MATLAB 2014/2019a,包含运行结果。 2. 领域:智能优化算法、神经网络预测、信号处理、元胞自动机、图像处理、路径规划及无人机等多种领域的Matlab仿真。更多内容可通过博主主页搜索博客获得。 3. 内容:标题所示,具体介绍请参见博主的主页或相关文章。 4. 适合人群:适用于本科和硕士等教研学习使用。 5. 博客介绍:热爱科研的MATLAB仿真开发者,在修心和技术上同步精进。若有合作意向,请通过私信联系。