基于多維數(shù)據(jù)的行程時(shí)間預(yù)測(cè)與可靠性研究.pdf

1、隨著交通事業(yè)的發(fā)展和路網(wǎng)的延伸，高速公路發(fā)展水平與公眾交通需求呈現(xiàn)雙增長(zhǎng)趨勢(shì)，交通信息服務(wù)日趨個(gè)性化、差別化、精細(xì)化。如何對(duì)不同車型用戶，不同氣象場(chǎng)景，不同時(shí)段等因素影響下的多維交通信息進(jìn)行挖掘與信息發(fā)布，成為新的研究課題?，F(xiàn)代快節(jié)奏的生活中，時(shí)間價(jià)值日益受到重視，出行者越來(lái)越關(guān)注行程時(shí)間的延誤和可靠性。及時(shí)發(fā)布行程時(shí)間預(yù)測(cè)值及其可靠度，能為駕駛者的路徑選擇提供支持。基于此，本文利用收費(fèi)數(shù)據(jù)與氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以遼寧省高速公路為試驗(yàn)路段，開(kāi)

2、展行程時(shí)間預(yù)測(cè)及其可靠性研究，為公眾出行及相關(guān)部門管理運(yùn)營(yíng)提供決策依據(jù)。主要完成的工作及取得的成果包括:
　　(1)研究分析車型、時(shí)間、氣象因素對(duì)行程時(shí)間的影響，設(shè)計(jì)了以行程時(shí)間為主題的多維數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)邏輯模型，搭建數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)結(jié)構(gòu)框架。針對(duì)非同源數(shù)據(jù)的集成問(wèn)題，提出了一種時(shí)空匹配法，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)數(shù)據(jù)與氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的集成。提出數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方法，清除了異常數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一，完善了收費(fèi)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。
　　(2)研究行程時(shí)間稀

3、疏數(shù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)的處理方法。創(chuàng)新性地提出了“上、下游數(shù)據(jù)構(gòu)造法”，解決了收費(fèi)數(shù)據(jù)的稀疏問(wèn)題。在相關(guān)研究的基礎(chǔ)上提出了“改進(jìn)四分法”的數(shù)據(jù)篩選方法，有效剔除了數(shù)據(jù)中的離群值。處理后，數(shù)據(jù)信息更加完整，貼近真實(shí)情況。設(shè)計(jì)了行程時(shí)間序列的提取方法，為行程時(shí)間預(yù)測(cè)研究做準(zhǔn)備。采用OLAP聯(lián)機(jī)分析處理技術(shù)，提取多維行程時(shí)間信息，定量地分析了時(shí)間、車型、氣象等因素對(duì)行程時(shí)間的影響，驗(yàn)證了分維度研究的合理性。
　　(3)研究行程時(shí)間序列的自相關(guān)

4、與偏自相關(guān)特性，利用BIC準(zhǔn)則實(shí)現(xiàn)模型定階，利用最小二乘法進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，建立ARMA行程時(shí)間預(yù)測(cè)模型。增設(shè)車流量序列作為回歸變量，建立ARMAX預(yù)測(cè)模型，改善了傳統(tǒng)ARMA模型的預(yù)測(cè)效果。案例表明，ARMAX的行程時(shí)間預(yù)測(cè)效果良好，能夠滿足實(shí)際需要。改善了傳統(tǒng)ARMA模型的預(yù)測(cè)滯后問(wèn)題，最大百分比誤差較傳統(tǒng)ARMA模型的降低約5％。
　　(4)研究歷史行程時(shí)間的分布特征，利用多種概率模型進(jìn)行擬合，經(jīng)過(guò)K-S假設(shè)檢驗(yàn)與擬合優(yōu)度的對(duì)比

5、，證明對(duì)數(shù)正態(tài)分布是行程時(shí)間可靠性的最優(yōu)表達(dá)模型?；谠撃Ｐ?，確立了行程時(shí)間可靠性測(cè)度指標(biāo)的計(jì)算方法。選擇變異系數(shù)、緩沖指數(shù)、計(jì)劃時(shí)間指數(shù)、擁擠頻率作表征歷史行程時(shí)間可靠度的指標(biāo)，運(yùn)用實(shí)例研究了車型、時(shí)間、氣象等多維因素對(duì)可靠度的影響。提出了預(yù)測(cè)行程時(shí)間可靠概率及預(yù)測(cè)行程時(shí)間緩沖指數(shù)，所提出的指標(biāo)將未來(lái)行程時(shí)間與歷史統(tǒng)計(jì)行程時(shí)間相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)未來(lái)行程時(shí)間可靠程度的評(píng)價(jià)，補(bǔ)充了行程時(shí)間可靠性指標(biāo)體系。案例表明預(yù)測(cè)行程時(shí)間可靠性指標(biāo)對(duì)指導(dǎo)路