CN111681410A - 一种基于深度学习的公交车辆在线路站点停靠时间的预测方法 - Google Patents
一种基于深度学习的公交车辆在线路站点停靠时间的预测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111681410A CN111681410A CN202010307873.2A CN202010307873A CN111681410A CN 111681410 A CN111681410 A CN 111681410A CN 202010307873 A CN202010307873 A CN 202010307873A CN 111681410 A CN111681410 A CN 111681410A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- road
- graph
- processing unit
- bus
- map
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 61
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 38
- 230000003442 weekly effect Effects 0.000 claims description 16
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 claims description 12
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims description 4
- 238000000547 structure data Methods 0.000 claims description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 206010039203 Road traffic accident Diseases 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000013277 forecasting method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
- G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
- G08G1/0125—Traffic data processing
- G08G1/0129—Traffic data processing for creating historical data or processing based on historical data
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
- G06N3/02—Neural networks
- G06N3/04—Architecture, e.g. interconnection topology
- G06N3/045—Combinations of networks
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
- G06N3/02—Neural networks
- G06N3/08—Learning methods
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
- G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
- G08G1/0137—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions for specific applications
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于深度学习的公交车辆在线路站点停靠时间的预测方法。包括:收集待预测公交线路的路网信息、GPS信息、乘车信息与行驶信息;对收集到的信息进行预处理操作,得到预测集;将得到的预测集输入到预测网络模型,得到公交车停靠时间预测值。本发明融合了长短时网络与图卷积网络,长短时网络对交通数据的时间序列的挖掘较为充分,图卷积网络则能有效地提取各个停靠站点间的空间关系。混合部分将三部分数据进行加权融合,能够较好地发掘数据的时间周期性特征。本发明结合图卷积网络与长短时网络,能够更好的挖掘交通数据的时间特征与空间特征,预测更加准确的公交停靠时间。
Description
技术领域
本发明涉及公交车辆在线路站点停靠时间的预测技术领域,具体而言,尤其涉及一种基于深度学习的公交车辆在线路站点停靠时间的预测方法。
背景技术
近年来,我国经济高速发展,城市化进程也在不断加快。作为经济发展的重要支撑,交通运输业正经历着重重考验,如交通拥堵、交通事故与交通排放等。城市公共交通具有高效与节能的突出特点,在有效缓解交通问题的同时,也仍然存在不少缺点,其中公交运行效率亟待提高。公交停靠站作为公交线路的节点,广泛地分布在城市道路的各处,是乘客上下车与换乘的地点。公交车在站点的停靠时间占车辆运行时间的很大部分,所以公交站点停靠时间的预测对提升公交运行效率起着积极作用。
现有的技术大多将停靠时间作为运行时间的一部分进行预测,没有将停靠时间独立出来的预测技术。目前大多数的预测方法对停靠站延误的因果分析较为充分,但对数据的分析还不够详尽,没能挖掘出足够的数据间的关系。深度学习以其强大的学习能力,能够更加有效地提取特征、对时间做出更准确的预测。
发明内容
根据上述提出的技术问题,而提供一种基于深度学习的公交车辆在线路站点停靠时间的预测方法。本发明考虑到交通数据的时间性与空间性特征,本发明将长短时网络与图卷积网络融合,设计出一种新的预测网络模型。
本发明采用的技术手段如下:
一种基于深度学习的公交车辆在线路站点停靠时间的预测方法,包括如下步骤:
S1、收集待预测公交线路的路网信息、GPS信息、乘车信息与行驶信息;
S2、对上述收集到的信息进行预处理操作,得到预测集;
S3、将步骤S2中得到的预测集输入到预测网络模型,得到公交车停靠时间预测值。
进一步地,所述步骤S1中收集的信息具体为:
所述待预测公交线路的路网信息,包括路网图、公交线路站点间的道路形态(站点间交通信号灯个数)、站点间行程;
所述待预测公交线路的乘车信息,包括在各站点刷卡上车的人数;
所述待预测公交线路的行驶信息,包括在每一个班次内,车辆在各站点的停靠时间。
进一步地,所述步骤S1收集信息的时间跨度为待预测时间段前三个月。
进一步地,所述步骤S2中的预处理操作过程如下:
S21、根据站点间交通信号灯的个数,将道路形态划分为三类,具体的,将各路段的交通信号灯个数从小到大进行排列,形成个数序列,将序列的前30%的路段定义为A类道路形态,将序列中间的40%的路段定义为B类道路形态,将序列尾部的30%的路段定义为C类道路形态;
S22、将各路段的行程从大到小进行排列,形成行程序列,将序列的前30%的路段定义为A类行程,将序列中间的40%的路段定义为B类行程,将序列尾部的30%的路段定义为C类行程;
S23、将刷卡上车人数采用如下公式进行归一化处理为[0,1]上的数据:
其中,α为归一化后的数据,x为原始数据,xmin为原始数据中的最小值,xmax为原始数据中的最大值;
S24、生成图结构数据,每一个班次分别生成原始图、道路形态图与路段行程图,具体如下:
道路形态图表示为G2k(V,E,Ar);其中,k表示第k幅道路形态图,k∈{1,2,3,4,5,6,7,8};V表示图上节点集合;E表示图上连边集合;Ar表示邻接矩阵;
路段行程图表示为G3k(V,E,Al);其中,k表示第k幅路段行程图,k∈{1,2,3,4,5,6,7,8};V表示图上节点集合;E表示图上连边集合;Al表示邻接矩阵;
S25、得到预测集,预测集由月预测集、周预测集与临近预测集构成,具体如下:
Xm={Xm,1,Xm,2,Xm,3}
Xm,2={G21,G22,G23,…,G27,G28}
Xm,3={G31,G32,G33,…,G37,G38}
其中,Xm表示月预测集,Xm,1表示待预测班次i前一个月内的原始图集合,Xm,2表示道路形态图集合,Xm,3表示路段行程图集合;
Xw={Xw,1,Xw,2,Xw,3}
Xw,2={G21,G22,G23,G24}
Xw,3={G31,G32,G33,G34}
其中,Xw表示周预测集,Xw,1表示待预测班次i前一个星体内的原始图集合,Xw,2表示道路形态图集合,Xw,3表示路段行程图集合;
Xr={Xr,1,Xr,2,Xr,3}
Xr,2={G21,G22}
Xr,3={G31,G32}
其中,Xr表示临近预测集,Xr,1表示待预测班次i前三天内的原始图集合,Xr,2表示道路形态图集合,Xr,3表示路段行程图集合。
进一步地,所述步骤S24具体为:
所述原始图上的节点即为公交线路停靠站,原始图节点间连接关系与现实路网图相同;节点的特征向量为(节点对应停靠站上车刷卡人数,节点对应停靠站停靠时间)T;邻接矩阵A由节点间连接关系确定;
所述道路形态图上的节点对应为公交线路停靠站点,节点的特征向量为(1,1)T;Ar邻接矩阵的元素值由下列公式确定:
其中,Ar,ij表示邻接矩阵上第i行第j列的元素值,Mij表示站点i与站点j之间的道路形态类别;
所述路段行程图上的节点对应为公交线路停靠站点,节点的特征向量为(1,1)T;Al邻接矩阵的元素值由下列公式确定:
其中,Al,ij表示邻接矩阵上第i行第j列的元素值,Nij表示站点i与站点j之间的行程类别。
进一步地,所述步骤S3中的预测网络模型包括头部长短时网络部分、图卷积网络部分、尾部长短时网络部分与混合部分,具体如下:
所述头部长短时网络部分,由月处理单元、周处理单元与日处理单元组成;其中,
月处理单元:输入为Xm,1,长短时神经细胞个数为(30×原始图节点个数),输入长度为(30×原始图节点个数);
周处理单元:输入为Xw,1,长短时神经细胞个数为(7×原始图节点个数),输入长度为(7×原始图节点个数);
日处理单元:输入为Xr,1,长短时神经细胞个数为(3×原始图节点个数),输入长度为(3×原始图节点个数);
所述图卷积网络部分也由上述月处理单元、周处理单元与日处理单元组成;在每一个处理单元中,道路形态图与路段行程图首先根据头部长短时网络的输出结果进行更新,度矩阵更新公式为:
所述尾部长短时网络部分由上述月处理单元、周处理单元与日处理单元组成;
所述混合部分将尾部长短时网络三个处理单元的输出进行加权平均,公式如下:
Ti=0.2tm,i+0.5tw,i+0.3tr,i
其中,Ti表示第i个站点的预测停靠时间,tm,i为尾部长短时网络月处理单元对应第i个站点的输出,tw,i为尾部长短时网络周处理单元对应第i个站点的输出,tr,i为尾部长短时网络日处理单元对应第i个站点的输出。
较现有技术相比,本发明具有以下优点:
本发明提供的基于深度学习的公交车辆在线路站点停靠时间的预测方法,融合了长短时网络与图卷积网络,长短时网络对交通数据的时间序列的挖掘较为充分,图卷积网络则能有效地提取各个停靠站点间的空间关系。混合部分将三部分数据进行加权融合,能够较好地发掘数据的时间周期性特征。
基于上述理由本发明可在公交车辆在线路站点停靠时间的预测等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明方法流程图。
图2为本发明预测网络模型框架图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
如图1所示,本发明提供了一种基于深度学习的公交车辆在线路站点停靠时间的预测方法,包括如下步骤:
S1、收集待预测公交线路的路网信息、GPS信息、乘车信息与行驶信息;
步骤S1中收集的信息具体为:
所述待预测公交线路的路网信息,包括路网图、公交线路站点间的道路形态(站点间交通信号灯个数)、站点间行程;
所述待预测公交线路的乘车信息,包括在各站点刷卡上车的人数;
所述待预测公交线路的行驶信息,包括在每一个班次内,车辆在各站点的停靠时间。
S2、对上述收集到的信息进行预处理操作,得到预测集;步骤S2中的预处理操作过程如下:
S21、根据站点间交通信号灯的个数,将道路形态划分为三类,具体的,将各路段的交通信号灯个数从小到大进行排列,形成个数序列,将序列的前30%的路段定义为A类道路形态,将序列中间的40%的路段定义为B类道路形态,将序列尾部的30%的路段定义为C类道路形态;
S22、将各路段的行程从大到小进行排列,形成行程序列,将序列的前30%的路段定义为A类行程,将序列中间的40%的路段定义为B类行程,将序列尾部的30%的路段定义为C类行程;
S23、将刷卡上车人数采用如下公式进行归一化处理为[0,1]上的数据:
其中,α为归一化后的数据,x为原始数据,xmin为原始数据中的最小值,xmax为原始数据中的最大值;
S24、生成图结构数据,每一个班次分别生成原始图、道路形态图与路段行程图,具体如下:
原始图表示为其中,b表示第b次班车,t表示为预测时间前t天,V表示原始图上节点集合,E表示原始图上连边集合,A表示邻接矩阵;所述原始图上的节点即为公交线路停靠站,原始图节点间连接关系与现实路网图相同;节点的特征向量为(节点对应停靠站上车刷卡人数,节点对应停靠站停靠时间)T;邻接矩阵A由节点间连接关系确定;
道路形态图表示为G2k(V,E,Ar);其中,k表示第k幅道路形态图,k∈{1,2,3,4,5,6,7,8};V表示图上节点集合;E表示图上连边集合;Ar表示邻接矩阵;所述道路形态图上的节点对应为公交线路停靠站点,节点的特征向量为(1,1)T;Ar邻接矩阵的元素值由下列公式确定:
其中,Ar,ij表示邻接矩阵上第i行第j列的元素值,Mij表示站点i与站点j之间的道路形态类别;
路段行程图表示为G3k(V,E,Al);其中,k表示第k幅路段行程图,k∈{1,2,3,4,5,6,7,8};V表示图上节点集合;E表示图上连边集合;Al表示邻接矩阵;所述路段行程图上的节点对应为公交线路停靠站点,节点的特征向量为(1,1)T;Al邻接矩阵的元素值由下列公式确定:
其中,Al,ij表示邻接矩阵上第i行第j列的元素值,Nij表示站点i与站点j之间的行程类别。
S25、得到预测集,预测集由月预测集、周预测集与临近预测集构成,具体如下:
Xm={Xm,1,Xm,2,Xm,3}
Xm,2={G21,G22,G23,…,G27,G28}
Xm,3={G31,G32,G33,…,G37,G38}
其中,Xm表示月预测集,Xm,1表示待预测班次i前一个月内的原始图集合,Xm,2表示道路形态图集合,Xm,3表示路段行程图集合;
Xw={Xw,1,Xw,2,Xw,3}
Xw,2={G21,G22,G23,G24}
Xw,3={G31,G32,G33,G34}
其中,Xw表示周预测集,Xw,1表示待预测班次i前一个星体内的原始图集合,Xw,2表示道路形态图集合,Xw,3表示路段行程图集合;
Xr={Xr,1,Xr,2,Xr,3}
Xr,2={G21,G22}
Xr,3={G31,G32}
其中,Xr表示临近预测集,Xr,1表示待预测班次i前三天内的原始图集合,Xr,2表示道路形态图集合,Xr,3表示路段行程图集合。
S3、将步骤S2中得到的预测集输入到预测网络模型,得到公交车停靠时间预测值。步骤S3中的预测网络模型包括头部长短时网络部分、图卷积网络部分、尾部长短时网络部分与混合部分,具体如下:
所述头部长短时网络部分,由月处理单元、周处理单元与日处理单元组成;其中,
月处理单元:输入为Xm,1,长短时神经细胞个数为(30×原始图节点个数),输入长度为(30×原始图节点个数);
周处理单元:输入为Xw,1,长短时神经细胞个数为(7×原始图节点个数),输入长度为(7×原始图节点个数);
日处理单元:输入为Xr,1,长短时神经细胞个数为(3×原始图节点个数),输入长度为(3×原始图节点个数);
所述图卷积网络部分也由上述月处理单元、周处理单元与日处理单元组成;在每一个处理单元中,道路形态图与路段行程图首先根据头部长短时网络的输出结果进行更新,度矩阵更新公式为:
所述尾部长短时网络部分由上述月处理单元、周处理单元与日处理单元组成;
所述混合部分将尾部长短时网络三个处理单元的输出进行加权平均,公式如下:
Ti=0.2tm,i+0.5tw,i+0.3tr,i
其中,Ti表示第i个站点的预测停靠时间,tm,i为尾部长短时网络月处理单元对应第i个站点的输出,tw,i为尾部长短时网络周处理单元对应第i个站点的输出,tr,i为尾部长短时网络日处理单元对应第i个站点的输出。
实施例
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明,假设需要预测2019年7月1日A市公交线路甲的第2班次在各站点的停靠时间。
步骤S1、收集公交线路甲的路线图,重点获取线路甲各站点间交通信号灯个数与各站点间行程;收集2019年4月、5月与6月线路甲的乘车信息与行驶信息。
步骤S2:对收集到的信息进行数据预处理,得到预测集:
Xm={Xm,1,Xm,2,Xm,3}
Xm,2={G21,G22,G23,…,G27,G28}
Xm,3={G31,G32,G33,…,G37,G38}
Xw={Xw,1,Xw,2,Xw,3}
Xw,2={G21,G22,G23,G24}
Xw,3={G31,G32,G33,G34}
Xr={Xr,1,Xr,2,Xr,3}
Xr,2={G21,G22}
Xr,3={G31,G32}
步骤S3:将预测集输入到预测网络模型中。
预测集首先进入头部长短时网络部分。月处理单元:输入为Xm,1,长短时神经细胞个数为(30×原始图节点个数),输入长度为(30×原始图节点个数);周处理单元:输入为Xw,1,长短时神经细胞个数为(7×原始图节点个数),输入长度为(7×原始图节点个数);日处理单元:输入为Xr,1,长短时神经细胞个数为(3×原始图节点个数),输入长度为(3×原始图节点个数);
头部长短时网络部分的输出进入图卷积网络部分。道路形态图与路段行程进行更新,度矩阵更新公式为:
图卷积部分的输出进入尾部长短时网络部分。
混合部分将尾部长短时网络三个单元的输出进行加权平均,公式如下:
Ti=0.2tm,i+0.5tw,i+0.3tr,i
其中,Ti表示第i个站点的预测停靠时间,tm,i为尾部长短时网络月处理单元对应第i个站点的输出,tw,i为尾部长短时网络周处理单元对应第i个站点的输出,tr,i为尾部长短时网络日处理单元对应第i个站点的输出。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种基于深度学习的公交车辆在线路站点停靠时间的预测方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、收集待预测公交线路的路网信息、GPS信息、乘车信息与行驶信息;
S2、对上述收集到的信息进行预处理操作,得到预测集;
S3、将步骤S2中得到的预测集输入到预测网络模型,得到公交车停靠时间预测值。
2.根据权利要求1所述的基于深度学习的公交车辆在线路站点停靠时间的预测方法,其特征在于,所述步骤S1中收集的信息具体为:
所述待预测公交线路的路网信息,包括路网图、公交线路站点间的道路形态(站点间交通信号灯个数)、站点间行程;
所述待预测公交线路的乘车信息,包括在各站点刷卡上车的人数;
所述待预测公交线路的行驶信息,包括在每一个班次内,车辆在各站点的停靠时间。
3.根据权利要求1或2所述的基于深度学习的公交车辆在线路站点停靠时间的预测方法,其特征在于,所述步骤S1收集信息的时间跨度为待预测时间段前三个月。
4.根据权利要求1所述的基于深度学习的公交车辆在线路站点停靠时间的预测方法,其特征在于,所述步骤S2中的预处理操作过程如下:
S21、根据站点间交通信号灯的个数,将道路形态划分为三类,具体的,将各路段的交通信号灯个数从小到大进行排列,形成个数序列,将序列的前30%的路段定义为A类道路形态,将序列中间的40%的路段定义为B类道路形态,将序列尾部的30%的路段定义为C类道路形态;
S22、将各路段的行程从大到小进行排列,形成行程序列,将序列的前30%的路段定义为A类行程,将序列中间的40%的路段定义为B类行程,将序列尾部的30%的路段定义为C类行程;
S23、将刷卡上车人数采用如下公式进行归一化处理为[0,1]上的数据:
其中,α为归一化后的数据,x为原始数据,xmin为原始数据中的最小值,xmax为原始数据中的最大值;
S24、生成图结构数据,每一个班次分别生成原始图、道路形态图与路段行程图,具体如下:
道路形态图表示为G2k(V,E,Ar);其中,k表示第k幅道路形态图,k∈{1,2,3,4,5,6,7,8};V表示图上节点集合;E表示图上连边集合;Ar表示邻接矩阵;
路段行程图表示为G3k(V,E,Al);其中,k表示第k幅路段行程图,k∈{1,2,3,4,5,6,7,8};V表示图上节点集合;E表示图上连边集合;Al表示邻接矩阵;
S25、得到预测集,预测集由月预测集、周预测集与临近预测集构成,具体如下:
Xm={Xm,1,Xm,2,Xm,3}
Xm,2={G21,G22,G23,…,G27,G28}
Xm,3={G31,G32,G33,…,G37,G38}
其中,Xm表示月预测集,Xm,1表示待预测班次i前一个月内的原始图集合,Xm,2表示道路形态图集合,Xm,3表示路段行程图集合;
Xw={Xw,1,Xw,2,Xw,3}
Xw,2={G21,G22,G23,G24}
Xw,3={G31,G32,G33,G34}
其中,Xw表示周预测集,Xw,1表示待预测班次i前一个星体内的原始图集合,Xw,2表示道路形态图集合,Xw,3表示路段行程图集合;
Xr={Xr,1,Xr,2,Xr,3}
Xr,2={G21,G22}
Xr,3={G31,G32}
其中,Xr表示临近预测集,Xr,1表示待预测班次i前三天内的原始图集合,Xr,2表示道路形态图集合,Xr,3表示路段行程图集合。
5.根据权利要求4所述的基于深度学习的公交车辆在线路站点停靠时间的预测方法,其特征在于,所述步骤S24具体为:
所述原始图上的节点即为公交线路停靠站,原始图节点间连接关系与现实路网图相同;节点的特征向量为(节点对应停靠站上车刷卡人数,节点对应停靠站停靠时间)T;邻接矩阵A由节点间连接关系确定;
所述道路形态图上的节点对应为公交线路停靠站点,节点的特征向量为(1,1)T;Ar邻接矩阵的元素值由下列公式确定:
其中,Ar,ij表示邻接矩阵上第i行第j列的元素值,Mij表示站点i与站点j之间的道路形态类别;
所述路段行程图上的节点对应为公交线路停靠站点,节点的特征向量为(1,1)T;Al邻接矩阵的元素值由下列公式确定:
其中,Al,ij表示邻接矩阵上第i行第j列的元素值,Nij表示站点i与站点j之间的行程类别。
6.根据权利要求1所述的基于深度学习的公交车辆在线路站点停靠时间的预测方法,其特征在于,所述步骤S3中的预测网络模型包括头部长短时网络部分、图卷积网络部分、尾部长短时网络部分与混合部分,具体如下:
所述头部长短时网络部分,由月处理单元、周处理单元与日处理单元组成;其中,
月处理单元:输入为Xm,1,长短时神经细胞个数为(30×原始图节点个数),输入长度为(30×原始图节点个数);
周处理单元:输入为Xw,1,长短时神经细胞个数为(7×原始图节点个数),输入长度为(7×原始图节点个数);
日处理单元:输入为Xr,1,长短时神经细胞个数为(3×原始图节点个数),输入长度为(3×原始图节点个数);
所述图卷积网络部分也由上述月处理单元、周处理单元与日处理单元组成;在每一个处理单元中,道路形态图与路段行程图首先根据头部长短时网络的输出结果进行更新,度矩阵更新公式为:
所述尾部长短时网络部分由上述月处理单元、周处理单元与日处理单元组成;
所述混合部分将尾部长短时网络三个处理单元的输出进行加权平均,公式如下:
Ti=0.2tm,i+0.5tw,i+0.3tr,i
其中,Ti表示第i个站点的预测停靠时间,tm,i为尾部长短时网络月处理单元对应第i个站点的输出,tw,i为尾部长短时网络周处理单元对应第i个站点的输出,tr,i为尾部长短时网络日处理单元对应第i个站点的输出。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010307873.2A CN111681410B (zh) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | 一种基于深度学习的公交车辆在线路站点停靠时间的预测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010307873.2A CN111681410B (zh) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | 一种基于深度学习的公交车辆在线路站点停靠时间的预测方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111681410A true CN111681410A (zh) | 2020-09-18 |
CN111681410B CN111681410B (zh) | 2022-03-18 |
Family
ID=72433348
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010307873.2A Expired - Fee Related CN111681410B (zh) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | 一种基于深度学习的公交车辆在线路站点停靠时间的预测方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111681410B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114358428A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-04-15 | 深圳大学 | 一种基于时空特征的公交站间行程时间预测方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110002598A (ko) * | 2009-07-02 | 2011-01-10 | 중앙대학교 산학협력단 | 주변 도로의 교통량 패턴을 학습해서 버스의 도착시간을 예측하는 장치 및 방법 |
CN105608502A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-05-25 | 北京交通大学 | 一种基于回归拟合的公交站点停靠时间预测方法 |
CN108010339A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-08 | 中原智慧城市设计研究院有限公司 | 基于公交车停靠时间的交叉路口信号灯控制方法 |
CN109215374A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-01-15 | 上海城市交通设计院有限公司 | 一种公交车到站时间预测算法 |
CN109544908A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-03-29 | 佛山市慧城信息科技有限公司 | 一种实时预测公交到站时间的方法、电子设备及存储介质 |
-
2020
- 2020-04-17 CN CN202010307873.2A patent/CN111681410B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110002598A (ko) * | 2009-07-02 | 2011-01-10 | 중앙대학교 산학협력단 | 주변 도로의 교통량 패턴을 학습해서 버스의 도착시간을 예측하는 장치 및 방법 |
CN105608502A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-05-25 | 北京交通大学 | 一种基于回归拟合的公交站点停靠时间预测方法 |
CN108010339A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-08 | 中原智慧城市设计研究院有限公司 | 基于公交车停靠时间的交叉路口信号灯控制方法 |
CN109544908A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-03-29 | 佛山市慧城信息科技有限公司 | 一种实时预测公交到站时间的方法、电子设备及存储介质 |
CN109215374A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-01-15 | 上海城市交通设计院有限公司 | 一种公交车到站时间预测算法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
王鑫: "基于GPS数据的公交车停靠站时间预测研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114358428A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-04-15 | 深圳大学 | 一种基于时空特征的公交站间行程时间预测方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111681410B (zh) | 2022-03-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
He et al. | Learning heterogeneous traffic patterns for travel time prediction of bus journeys | |
CN103198104B (zh) | 一种基于城市智能公交系统的公交站点od获取方法 | |
Jin et al. | Nonlinear effects of the built environment on metro-integrated ridesourcing usage | |
CN105096643B (zh) | 基于多线路前车运行数据的实时公交到站时间预测方法 | |
CN110390349A (zh) | 基于XGBoost模型的公交车客流量预测建模方法 | |
WO2023109720A1 (zh) | 城市公共交通规划方法 | |
CN107330547A (zh) | 一种城市公交动态调度优化方法及系统 | |
CN110084442A (zh) | 一种联合公交和轨道交通刷卡数据进行客流od计算的方法 | |
CN105809292A (zh) | 公交ic卡乘客下车站点推算方法 | |
CN110084397A (zh) | 一种地铁直达线路规划方法 | |
CN106127357A (zh) | 一种基于预约数据的定制公交自动布线系统及方法 | |
CN111401614A (zh) | 一种城市轨道交通动态客流分配方法及系统 | |
CN114743401B (zh) | 一种基于公交数字化转型的数据可视化公交调度管理平台 | |
CN106960406A (zh) | 一种考虑居民出行od的公交服务覆盖率计算方法 | |
CN110288198B (zh) | 基于交通分区的租赁自行车交通设施承载力测度方法 | |
CN105046379A (zh) | 一种城市公交发车时刻表优化方法 | |
CN111899511A (zh) | 一种共线线路avl数据的公交车到站时间预测方法 | |
Hasnine et al. | Effects of built environment and weather on demands for transportation network company trips | |
CN111626469A (zh) | 一种面向运能提升的快慢车开行优化方法 | |
CN111681410B (zh) | 一种基于深度学习的公交车辆在线路站点停靠时间的预测方法 | |
CN107798440B (zh) | 一种基于线路候选集的地铁接驳巴士线路规划方法 | |
Hosseinlou et al. | Evaluation of transit signal priority for bus rapid transit in heterogeneous traffic flow | |
CN119168265B (zh) | 一种基于出行特征异质换乘需求响应的快速衔接自适应调度系统 | |
CN115662114A (zh) | 一种基于大数据的用于缓解拥堵的智能交通系统及其运行方法 | |
CN113988422A (zh) | 一种乘客需求预测方法和打车路径规划方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20220318 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |