[發明專利]一種基于線性灰色卷積模型的城市路網交通流預測方法

在審

• 申請號: 202011436907.4
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112598904A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 曹陽;沈琴琴;朱镕琦;梁爽
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 干桂花

本發明提出了一種基于線性灰色卷積模型的城市路網交通流預測方法，包括以下步驟：S1、選定待測路段并篩選出與待測路段交通流數據關聯性較大的相關路段；S2、基于傳統灰色多變量預測模型，建立線性灰色卷積多變量預測模型；S3、根據相關路段的交通流數據，運用線性灰色卷積多變量預測模型對待測路段交通流進行預測。本發明針對城市路網交通流的時空特性，首次提出運用線性優灰色卷積多變量預測模型對交通流進行預測，比灰色單變量模型更合理，預測精度更高，是對交通流預測模型的改進和完善。

技術領域

本發明涉及交通流預測技術領域，尤其涉及一種基于線性灰色卷積模型的城市路網交通流預測方法。

背景技術

交通運輸業是國民經濟的命脈，隨著世界經濟的蓬勃發展和汽車工業的日益進步，交通運輸業的面貌發生了巨大的改變。交通運輸業的高速發展一方面能有效的組織生產，提高城市客貨流的有效運轉，促進城市經濟發展。但也不可避免的帶來了一系列的負面影響，機動車輛保有量迅猛增加，城市交通狀況日漸惡化，交通擁堵以及能源、環境問題日益嚴重。在現有道路資源的條件下，要從根本上改變交通擁堵狀況，應該綜合運用智能交通系統合理地預測交通流數據，向出行者及交通管理部門提供實時、高效、準確的信息，提高交通控制和管理水平，充分發揮全路網的通行能力及運輸效率。

交通流作為依附在道路上的一種交通現象，目標路段上的交通流時間序列除了在時間維度上遵循自身的變化規律外，還受到道路網內其他路段上交通流的影響。灰色預測模型在交通流預測中研究還屬于起步階段，已提出的交通流預測模型僅從交通流的時間維度考慮，運用單變量的灰色預測模型對路段交通流進行預測，很少從時空維度考慮城市路網中目標路段的交通流預測問題。

發明內容

基于背景技術中存在的技術問題，本發明提出了一種基于線性灰色卷積模型的城市路網交通流預測方法

本發明提出的一種基于線性灰色卷積模型的城市路網交通流預測方法，包括以下步驟：

S1、選定待測路段并篩選出與待測路段交通流數據關聯性較大的相關路段；

S2、基于傳統灰色多變量預測模型，建立線性灰色卷積多變量預測模型；

S3、根據相關路段的交通流數據，運用線性灰色卷積多變量預測模型對待測路段交通流進行預測。

優選的，在步驟S1中，利用灰色關聯分析法篩選出與待測路段交通流數據相關聯的相關路段。

優選的，步驟S1具體包括：選定一個城市路網系統，設定N個路段：

其中為城市路網系統X⁽⁰⁾中待測路段，為城市路網中其他路段；設定各路段的交通流數據長度為n，即：

根據灰色關聯分析法計算其他路段交通流與待測路段交通流的灰色關聯度γ，其計算公式如下：

其中i＝1,2,…,N，k＝1,2,…,n；ρ為分辨系數，取值0-1；

選取灰色關聯度較大的路段為相關路段。

優選的，步驟S2具體為：定義的一階累加生成序列為其中由的連續相鄰兩項構建均值生成序列其中線性灰色卷積多變量預測模型為

其中β₁為發展系數，β_i為驅動系數，μ₁k為引入的線性矯正項，μ₂為模型參數。