[發(fā)明專利]一種客流集散模式發(fā)現(xiàn)及預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110402707.5
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113112076B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳茜;張苒;王軍;熊桂喜
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/30;G08G1/01;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 張乾楨;鄧治平

1.一種客流集散模式發(fā)現(xiàn)及預(yù)測方法，其特征在于：通過以下步驟實現(xiàn)：

(1)采集賽事活動參與人次信息，將賽事活動分級和標(biāo)記；通過公交系統(tǒng)乘客刷卡信息，采集客流數(shù)據(jù)；對客流數(shù)據(jù)進行出行鏈提取，計算舉辦賽事活動時賽事地點周邊地鐵站在活動結(jié)束后一小時內(nèi)的平均客流量，若大于10000人次標(biāo)記為大型活動，若大于5000人次標(biāo)記為中型活動；若大于2000人次標(biāo)記為小型活動；

(2)基于步驟(1)出行鏈提取結(jié)果和賽事活動分級和標(biāo)記結(jié)果，計算多邊形區(qū)域凈客流量，得出賽事活動期間熱點區(qū)域及站點；所述多邊形區(qū)域是指，將賽事活動所在城市，通過泰森多邊形進行區(qū)域劃分，分別計算每個多邊形區(qū)域凈流量，確定熱點區(qū)域，將熱點區(qū)域中公交站點作為熱點公交站點，提取到多個熱點公交站點；

(3)提取賽事活動期間熱點公交站點的客流集散特征，對特征進行預(yù)處理及降維操作；熱點公交站點凈流量為正值，認為該熱點公交站點客流正在匯集，標(biāo)記為1，熱點公交站點凈流量為負值，認為該熱點公交站點客流正在消散，標(biāo)記為-1，將客流集散特征不明顯的熱點公交站點進行剔除，共得到剩余的有效熱點公交站點；每個小時為一個時間片，根據(jù)預(yù)定的時間跨度生成時間序列矩陣；使用PCA方法對特征進行處理和降維；

(4)將已構(gòu)建的客流集散特征基于高斯混合模型進行聚類訓(xùn)練，得出聚類結(jié)果并分析；使用“手肘法則”確定聚類簇，選擇輪廓系數(shù)評估模型可用性，大型活動得到4個聚類簇，中型活動得到3個聚類簇，小型活動期間客流運行平穩(wěn)，看作1個簇；

(5)對賽事活動期間的熱點公交站點提取客流預(yù)測特征，包括：單位小時客流人次，活動特征，模式特征，日期特征和天氣特征；

(6)對客流預(yù)測特征中的離散特征進行獨熱編碼，使得每個特征都對應(yīng)歐氏空間中的一個點，保證特征距離計算的合理性，對客流預(yù)測特征中的連續(xù)特征做標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)一特征數(shù)據(jù)變化幅度，加快模型訓(xùn)練過程中梯度下降的速度；

(7)進行客流預(yù)測模型訓(xùn)練，其中，四分之三的樣本數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練集，四分之一的樣本數(shù)據(jù)作為預(yù)測集，將訓(xùn)練集和預(yù)測集的特征同時按照步驟(6)進行特征處理之后，基于長短期記憶人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)LSTM方法，輸入訓(xùn)練集，訓(xùn)練預(yù)測模型并保存；

(8)將預(yù)測集輸入保存的模型中得到預(yù)測結(jié)果，實現(xiàn)各類賽事活動期間熱點公交站點客流情況預(yù)測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種客流集散模式發(fā)現(xiàn)及預(yù)測方法，其特征在于：所述步驟(1)計算賽事活動參與人次，將賽事活動分級和標(biāo)記需要對客流數(shù)據(jù)進行出行鏈提取，提取要求為出行鏈合并及過濾換乘數(shù)據(jù)；其中出行鏈合并是指：去除冗余數(shù)據(jù)條目，對篩選后的數(shù)據(jù)做出行鏈合并，去除中間節(jié)點；過濾換乘數(shù)據(jù)是指：兩次乘車時間間隔小于15min且兩次乘車地點步行距離小于1.5km時，視為一次換乘，作為一條出行鏈中的一部分。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種客流集散模式發(fā)現(xiàn)及預(yù)測方法，其特征在于：所述步驟(1)中根據(jù)賽事活動附近地鐵站乘車人數(shù)進行活動劃分。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種客流集散模式發(fā)現(xiàn)及預(yù)測方法，其特征在于：所述步驟(2)中多邊形區(qū)域凈流量指每小時多邊形區(qū)域凈入流量與凈出流量之差。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種客流集散模式發(fā)現(xiàn)及預(yù)測方法，其特征在于：所述步驟(3)中，預(yù)定時間跨度為10個小時，是指：在晚間19：00-22：00舉辦賽事活動期間，經(jīng)過統(tǒng)計，乘客最早于活動開場前4個小時開始匯集，最遲在活動結(jié)束后2個小時完成消散過程，因此時間跨度為15：00-24：00，共9個時間片。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種客流集散模式發(fā)現(xiàn)及預(yù)測方法，其特征在于：所述步驟(5)中，客流人次為每小時客流數(shù)值，活動特征做如下映射{“大型活動”：2，“中型活動”：1，小型活動：0}。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種客流集散模式發(fā)現(xiàn)及預(yù)測方法，其特征在于：所述步驟(5)中模式特征做如下映射：{“大型活動模式一”：7，“大型活動模式二”：6，“大型活動模式三”：5，“大型活動模式四”：4，“中型活動模式一”：3，“中型活動模式二”：2，“中型活動模式三”：1，“小型活動”：0}。