[發(fā)明專利]一種基于INLA算法的共享單車使用需求預(yù)測方法及預(yù)測系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110658093.7
• 申請(qǐng)日: 2021-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN113313317A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張瞫;段一盟;俞卓然;李奎;張巖;劉昕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q30/02;G06Q50/30;G06N7/00
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213
• 代理人: 岳昕

1.一種基于INLA算法的共享單車使用需求預(yù)測方法，其特征在于：所述方法具體過程為：

步驟1：選取影響共享單車使用需求的多源數(shù)據(jù)，對(duì)選取的影響共享單車使用需求的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)預(yù)處理后數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化處理后的數(shù)據(jù)；

步驟2：建立三種共享單車使用需求的貝葉斯時(shí)空模型；

步驟3：利用步驟1歸一化處理后的數(shù)據(jù)對(duì)步驟2建立的三種共享單車使用需求的貝葉斯時(shí)空模型分別進(jìn)行擬合，計(jì)算擬合后的不同貝葉斯時(shí)空模型的偏差信息準(zhǔn)則DIC值，比較DIC值的大小，選擇DIC值最小時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)空模型為選定的貝葉斯最優(yōu)擬合模型；

步驟4：利用INLA方法對(duì)選定的貝葉斯最優(yōu)擬合模型進(jìn)行分析預(yù)測，獲得最優(yōu)共享單車區(qū)域使用需求模型；

步驟5：采用最優(yōu)共享單車區(qū)域使用需求模型進(jìn)行某時(shí)間段內(nèi)不同區(qū)域的共享單車使用需求預(yù)測，獲得預(yù)測結(jié)果數(shù)據(jù)，采用ArcGIS 10.3軟件對(duì)獲得的預(yù)測結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，獲得某時(shí)間段內(nèi)不同區(qū)域的共享單車使用需求的時(shí)空分布圖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于INLA算法的共享單車使用需求預(yù)測方法，其特征在于：所述步驟1中多源數(shù)據(jù)包括共享單車實(shí)時(shí)租還數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、空間相關(guān)數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2一種基于INLA算法的共享單車使用需求預(yù)測方法所述，其特征在于：所述共享單車實(shí)時(shí)租還數(shù)據(jù)包括起止點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)、起止點(diǎn)時(shí)間、交易編號(hào)及用戶ID；

所述氣象數(shù)據(jù)包括平均氣溫、降水量、可吸入顆粒物、風(fēng)速及相對(duì)濕度；

所述空間相關(guān)數(shù)據(jù)具體為區(qū)域內(nèi)地鐵站進(jìn)出口經(jīng)緯度坐標(biāo)、住宅區(qū)經(jīng)緯度坐標(biāo)、醫(yī)院經(jīng)緯度坐標(biāo)、學(xué)校經(jīng)緯度坐標(biāo)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于INLA算法的共享單車使用需求預(yù)測方法，其特征在于：所述步驟1中對(duì)選取的影響共享單車使用需求的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；具體過程為：

將選取的影響共享單車使用需求的多源數(shù)據(jù)中的異常數(shù)據(jù)分為三類：冗余數(shù)據(jù)、缺失數(shù)據(jù)及錯(cuò)誤數(shù)據(jù)；

對(duì)冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行遍歷查找并直接剔除；

對(duì)缺失數(shù)據(jù)利用K近鄰算法進(jìn)行插補(bǔ)；

對(duì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)3σ原則對(duì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除；

得到預(yù)處理后數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種基于INLA算法的共享單車使用需求預(yù)測方法，其特征在于：所述步驟1中對(duì)預(yù)處理后數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理；

如公式(1)所示

其中，y^*為歸一化后的數(shù)值，y_min、y_max分別表示預(yù)處理后數(shù)據(jù)中的最小值與最大值，y為預(yù)處理后數(shù)據(jù)。