吉林大学学报(工学版) ›› 2011, Vol. 41 ›› Issue (4): 938-943.

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基于核自组织映射-前馈神经网络的交通流短时预测

龚勃文1,2,林赐云1,2,李静3,杨兆升1,2   

  1. 1.吉林大学 汽车仿真与控制国家重点实验室|长春 130022;2.吉林大学 交通学院|长春 130022;3.吉林大学 汽车工程学院|长春 130022
  • 收稿日期:2010-03-12 出版日期:2011-07-01 发布日期:2011-07-01
  • 通讯作者: 林赐云(1980-),男,博士,讲师.研究方向:智能交通系统. E-mail:linciyun@jlu.edu.cn
  • 作者简介:龚勃文(1982-)|女|博士|讲师.研究方向:智能交通系统. E-mail:gongbowen@jlu.edu.cn
  • 基金资助:

    “863”国家高技术研究发展计划项目(2009AA11Z218,2009AA11Z208);中国博士后科学基金项目(20100481054).

Short-term traffic flow prediction based on KSOM-BP neural network

GONG Bo-wen1,2, LIN Ci-yun1,2, LI Jing3, YANG Zhao-sheng1,2   

  1. 1.State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control, Jilin University, Changchun 130022, China|2.College of Transportation, Jilin University, Changchun 130022, China|3.College of Automotive Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China
  • Received:2010-03-12 Online:2011-07-01 Published:2011-07-01

摘要:

提出了一种基于KSOM-BP神经网络的交通流短时预测模型。利用基于核函数的样本自组织映射神经网络(KSOM),在没有任何先验知识的情况下,自组织、自学习地将具有相似统计特性的历史样本划分成一类,促使分类样本统计特性更集中显著。对每个类别的样本分别建立动量-自适应学习速率的BP神经网络预测模型,以期提高交通流短时预测精度,减少预测时间。结合实际城市道路数据对模型进行验证。验证结果表明:KSOM-BP神经网络的预测误差统计指标MARE小于7%,比基于全部样本训练的BP神经网络的MARE减少4%左右;同时,KSOM-BP神经网络建模时间更短,证明了本文方法的有效性和先进性。

关键词: 交通运输系统工程, 交通流短时预测, 样本分类拟合, KSOM-BP神经网络, 动量-自适应学习速率

Abstract:

A short-term traffic flow prediction model was built based on KSOM-BP neural network. Using the kernel sample self-organizing map(KSOM) neural network, under the condition without a priori knowledge, the history samples with similar statistic character were classified into several categories by self-organizing and self-learning to enhance the statistic significance of the classified sample. A back-propagation(BP) neural network prediction model was built for the momentum-adaptive learning rate of every category sample to enhance the short-term traffic flow prediction accuracy, reduce the prediction time consumption. The model was validated using the practical road network data. The results show that the statistic index MARE of prediction error of KSOM-BP neural network is less than 7%, and less by 4% than that of BP network based on the whole sample without classification. The modeling time consumption of KSOM-BP neural network is also less than BP neural network without sample classification. All of this proves the validation and state-of-the-art of the proposed method.

Key words: engineering of communications and transportation system, traffic flow short-term prediction, sample classification fitting, KSOM-BP neural network, momentum coefficient and adaptive learning rate

中图分类号: 

  • U491v
[1] 陈永恒,刘芳宏,曹宁博. 信控交叉口行人与提前右转机动车冲突影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1669-1676.
[2] 常山,宋瑞,何世伟,黎浩东,殷玮川. 共享单车故障车辆回收模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1677-1684.
[3] 曲大义,杨晶茹,邴其春,王五林,周警春. 基于干线车流排队特性的相位差优化模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1685-1693.
[4] 宗芳, 齐厚成, 唐明, 吕建宇, 于萍. 基于GPS数据的日出行模式-出行目的识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1374-1379.
[5] 刘翔宇, 杨庆芳, 隗海林. 基于随机游走算法的交通诱导小区划分方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1380-1386.
[6] 钟伟, 隽志才, 孙宝凤. 不完全网络的城乡公交一体化枢纽层级选址模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1387-1397.
[7] 刘兆惠, 王超, 吕文红, 管欣. 基于非线性动力学分析的车辆运行状态参数数据特征辨识[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1405-1410.
[8] 宗芳, 路峰瑞, 唐明, 吕建宇, 吴挺. 习惯和路况对小汽车出行路径选择的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1023-1028.
[9] 栾鑫, 邓卫, 程琳, 陈新元. 特大城市居民出行方式选择行为的混合Logit模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1029-1036.
[10] 陈永恒, 刘鑫山, 熊帅, 汪昆维, 谌垚, 杨少辉. 冰雪条件下快速路汇流区可变限速控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 677-687.
[11] 王占中, 卢月, 刘晓峰, 赵利英. 基于改进和声搜索算法的越库车辆排序[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 688-693.
[12] 李志慧, 胡永利, 赵永华, 马佳磊, 李海涛, 钟涛, 杨少辉. 基于车载的运动行人区域估计方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 694-703.
[13] 陈松, 李显生, 任园园. 公交车钩形转弯交叉口自适应信号控制方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 423-429.
[14] 苏书杰, 何露. 步行交通规划交叉路口行人瞬时动态拥塞疏散模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 440-447.
[15] 孟品超, 李学源, 贾洪飞, 李延忠. 基于滑动平均法的轨道交通短时客流实时预测[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 448-453.
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