一种基于滑窗平均的交通流量预测方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于滑窗平均的交通流量预测方法，包括：采集的历史数据与预测日的数据，根据数据设置窗口值，然后训练模型参数，根据交通流量预测模型，计算出目标数据；然后滑动一定区间再次调用预测算法计算，直到全部区间的数据预测完成，最后求出全部区间的预测平均值。本发明具有能够平滑交通流数据的无规律波动，消除动态数据中的随机起伏，减少数据带来的误差等优点，提高预测结果的准确性及可靠性。
【专利说明】一种基于滑窗平均的交通流量预测方法【技术领域】
[0001]本发明涉及智能交通科学领域，尤其涉及一种基于滑窗平均的交通流量预测方法。 【背景技术】
[0002]随着社会的进步和经济的发展，城市交通拥堵问题逐渐显现，越来越多的城市通过智能交通系统来调控交通流量，优化城市路网的使用效率，智能交通系统随着深入研究也逐渐走向智能化、动态化和信息化。相关人员通过获取实时的交通状态数据以及大量的历史交通数据作为研究对象，通过计算来获知短时间交通状态的演变趋势。
[0003]交通流预测主要是实现在计算某一时间段内通过道路某一地点、某一断面或某一车道的交通实体数，来预测某个路段或某条路径上未来的交通状况。相关人员通过该预测可以估计实时动态交通状况，选择最佳路线，避开交通拥堵路段，缓解拥堵现象的发生。
[0004]交通流预测总的来说包括两个部分:交通流历史数据库建立以及预测模型构建。交通流历史数据库建立为预测提供数据保障，并实现对相关数据的预处理；预测模型构建则提供计算方法，对交通流历史数据库中的数据进行运算变化得出预测结果。
[0005]目前对交通流量的预测方法主要有历史平均法、时间序列法、非参数回归法、BP神经网络模型等，上述方法操作简单，只要足够数据就能较快得到目标数据；但是随着道路模型的不断复杂化，交通流不稳定性的提高，数据流无规律的波动性提高，导致其预测准确度不闻。
【发明内容】
[0006]本发明为克服上述的不足之处，目的在于提供一种基于滑窗平均的交通流量预测方法，该方法消除了动态数据中的随机起伏，抚平短期波动，能够反映数据的长期变化趋势，提高预测结果的准确性和可靠性，解决了现有方法存在的问题。
[0007]本发明是通过以下技术方案达到上述目的:一种基于滑窗平均的交通流量预测方法，包括以下步骤:
[0008]I)采集历史交通流量数据与预测日的交通流量数据；
[0009]2)设置窗口阀值，训练交通流量预测模型的参数；
[0010]3)根据交通流量预测模型计算目标数据；
[0011]4)滑动一定区间后再次调用交通流量预测模型计算相应目标数据，直到全部区间的数据预测完成；
[0012]5)对所有目标数据求平均值，该平均值为预测平均值。
[0013]作为优选，所述交通流景预测模型为:
[0014]
【权利要求】
1.一种基于滑窗平均的交通流量预测方法，其特征在于包括以下步骤: 1)采集历史交通流量数据与预测日的交通流量数据； 2)设置窗口阀值，训练交通流量预测模型的参数； 3)根据交通流量预测模型计算目标数据； 4)滑动一定区间后再次调用交通流量预测模型计算相应目标数据，直到全部区间的数据预测完成； 5)对所有目标数据求平均值，该平均值为预测平均值。
2.根据权利要求1所述的一种基于滑窗平均的交通流量预测方法， 其特征在于，所述交通流量预测模型为: Χ = €.ΦΤ(I) 其中，f表示预测得到的某连续区间交通流量数据矩阵；C代表参数矩阵；Φ是描述相应区间交通流量变化趋势的特征向量矩阵。
3.根据权利要求2所述的一种基于滑窗平均的交通流量预测方法，其特征在于，所述训练交通流量预测模型的参数的具体计算过程如下: 2.1)定义窗口中M行ω列的数据为Μ*ω阶的矩阵,记作X ; 2.2 )根据R = XtX求得矩阵X的协方差矩阵R (ω * ω)； 2.3)采用QR分解法求得协方差`矩阵R的特征向量矩阵Φ (ω*ω);在特征向量矩阵Φ中选取Φ' ((^!^,选取矩阵①'中前a行记为C^a^k);同理，Φ '中后b行部分记为cD2(b*k)，其中，k(l^k<w)表示阶数，即特征向量的数量，其中k值表示交通流量波动量; 2.4)定义第M+1天a列数据组成的矩阵记为名，与2.3)中求得的O1 —同代入模型公式(O变换得到的公式C= ΧΦ?Φ'Φ) 1，即得到第Μ+1天a列数据和窗口中M行a列数据之间关系的参数矩阵C1 (l*k)，也可作为第M+1天未知b列数据和窗口中M行b列数据之间的参数矩阵； 2.5)将步骤2.4)中得到的参数矩阵C1和Φ2同时代入公式(I)中，即可预测第Μ+1天b列的交通流量数据。
4.根据权利要求3所述的一种基于滑窗平均的交通流量预测方法，其特征在于，所述k=20
【文档编号】G08G1/065GK103745602SQ201410020042
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2014年1月16日
【发明者】柳展, 温晓岳, 夏莹杰, 吴伟, 李阳, 孙琼, 赵丹娜, 单振宇 申请人:银江股份有限公司