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谈谈预测短时交通参数多步预测策略学术

收藏本文 2024-02-19 点赞:6986 浏览:23553 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着城市化的不断进展,汽车保有量的急剧增加,使得城市交通拥挤越来越严重,交通拥挤引发的环境污染、能源浪费、交通事故、出行时间增加、环境质量下降等不足也随之增加,严重影响着城市的可持续进展和人们的正常生活和工作。动态交通管理已成为解决日益严重的交通拥挤不足的有效措施,其前提基础是动态交通数据,包括短时交通参数的当前数据和未来一段时间的预测数据。其中,短时交通参数数据的未来预测效果对于动态交通管理决策的预见性和可靠性具有重要影响。为了进一步改善动态交通管理的预见性,本论文以车辆检测器获取的实测数据为基础,对短时交通参数的多步预测策略进行了探讨,探讨成果主要有以下3个方面。首先,提出了一种基于多时间尺度一步外推的短时交通参数多步预测策略。以现有的一步外推预测策略和组合预测策略为基础,根据不同时间尺度下短时交通参数的合成和分解机理,设计了一种基于多时间尺度(Multiple TimeScales,MTS)一步外推的短时交通参数多步预测策略,并运用某特大城市快速路感应线圈的实测数据对算法进行了验证和比较浅析。结果表明,本论文提出的多步预测策略因为转变了以往短时交通参数多步预测的思维方式,不需要将一步预测值作为模型的输入进行下一步的预测,不但减轻了循环一步外推所导致的误差累积不足,而且还能够实现预测误差的实时跟踪,使得据此设计的组合模型具有良好的效果。其次,提出了一种基于k近邻估计的短时交通参数多步预测策略。针对基于多时间尺度一步外推的短时交通参数多步预测策略在线运用实时性受限的不足,以k近邻估计为基础,设计了一种短时交通参数多步预测策略,经过方式定义、方式匹配和方式估计,可以一次性实现短时交通参数的多步预测。以某特大城市快速路感应线圈实测数据为基础的比较浅析结果表明,这种策略在预测效率和效果方面均优于比较策略。最后,提出了一种基于BP神经网络的短时交通参数可预测步数在线估计策略。短时交通流所固有的波动特性,使得不同时点的短时交通参数数据序列具有不同的短时交通参数动态可预测性(Dynamic Predictabipty for short-term Trafficparameters,DPT),具体体现为具有不同的可预测步数。为了提升DPT的估计效果,在设计了短时交通参数数据序列特点指标系统的基础上,基于BP神经网络建立了DPT在线估计策略,并以某特大城市快速路感应线圈实测数据为基础对其有效性进行了验证。本论文的短时交通参数多步预测策略和实验结论是对短时交通多步预测策略的有益探讨,为短时交通参数多步预测开辟了新的思路,为更有效地实施动态交通管理提供了更有价值的信息基础和相关技术支持。关键词:交通信息论文多步预测论文多时间尺度论文可预测性浅析论文k近邻估计论文

    摘要4-6

    Abstract6-13

    第1章 绪论13-25

    1.1 依托课题13

    1.2 不足的提出及探讨作用13-14

    1.3 国内外探讨历史与近况评述14-22

    1.3.1 短时交通参数一步预测的探讨历史和近况14-20

    1.3.2 短时交通参数多步预测的探讨历史与近况20-22

    1.4 短时交通参数多步预测关键不足浅析22

    1.5 探讨内容及论文结构22-24

    1.6 小结24-25

    第2章 基于MTS一步外推的短时交通参数多步预测策略探讨25-47

    2.1 概述25

    2.2 基于 MTS 一步外推的短时交通参数多步预测基本思想25-27

    2.3 MTS 交通参数数据序列的合成与分解策略27-31

    2.3.1 MTS 交通参数合成与分解基本原理27-28

    2.3.2 MTS 交通参数合成策略28-30

    2.3.3 MTS 交通参数分解策略30-31

    2.4 基于 MTS 一步外推的短时交通参数多步预测策略设计31-39

    2.4.1 短时交通参数一步预测基本策略的选择31-37

    2.4.2 短时交通参数一步预测组合模型动态权重的确定37

    2.4.3 MTS 短时交通参数一步预测值的分解37-38

    2.4.4 基于 MTS 一步外推的短时交通参数多步预测工作流程38-39

    2.5 预测效果的评价指标39

    2.6 实证浅析39-45

    2.6.1 数据来源39

    2.6.2 实验案例设计39-40

    2.6.3 实验及结果浅析40-45

    2.7 小结45-47

    第3章 基于 k 近邻估计的短时交通参数多步预测策略探讨47-59

    3.1 概述47

    3.2 基于 k 近邻估计的短时交通参数多步预测基本思想47-48

    3.3 基于 k 近邻估计的短时交通参数多步预测算法设计48-51

    3.3.1 基于 k 近邻估计的短时交通参数多步预测的方式定义48-49

    3.3.2 基于 k 近邻估计的短时交通参数多步预测的方式搜索49

    3.3.3 基于 k 近邻估计的短时交通参数多步预测的方式估计49-50

    3.3.4 基于 k 近邻估计的短时交通参数多步预测的算法流程50-51

    3.4 实证浅析51-58

    3.4.1 实验案例设计51-55

    3.4.2 实验及结果浅析55-58

    3.5 小结58-59

    第4章 基于 BP 神经网络的 DPT 在线估计策略探讨59-73

    4.1 概述59

    4.2 DPT 在线估计的基本原理59-60

    4.3 短时交通参数数据序列关键特点指标设计60-61

    4.4 基于 BP 神经网络的 DPT 在线估计策略设计61-63

    4.4.1 BP 神经网络选择61-62

    4.4.2 BP 神经网络训练62-63

    4.4.3 DPT 在线估计流程设计63

    4.5 DPT 估计的评价指标63-64

    4.6 实证浅析64-72

    4.6.1 实验案例设计64

    4.6.2 实验及结果浅析64-72

    4.7 小结72-73

    第5章 总结和展望73-75

    5.1 全文总结73

    5.2 展望73-75

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