经典灰色理论和马尔科夫链的交通量预测模型构建
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ＮＡＮ Ａｉｑｉａｎｇ ，Ｗ ＡＮＧ Ｆｅｎｇｘｉａｎ （１． Ｙｕｎｎａｎ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５０５００；２． Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，
Ｋ ｕｎｍ ｉｎｇ Ｕ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋ ｕｎｍ ｉｎｇ ６５０５００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｗｅ ｍａｉｎｌｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ａ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｒａｆｆｉｃ ｆｌｏｗ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｌａｓｓｉｃａｌ ｇｒａｙ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｍ ａｒｋｏｖ ｃｈａｉｎ．Ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ Ｍ ａｒｋｏｖ ｆｏｒｅｃａｓｔ ｉｓ ｃｏｍ ｐｌｅｔｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｗｉｔｈ ｌａｒｇｅ ｖｏｌａｔｉｌｉｔｙ． Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｆｉｎｄｓ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｃｏｍ ｐｌｅｍ ｅｎｔ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｔ ｔｈｅ ｔＷＯ ｍ ｅｔｈｏｄｓ，ａｎｄ ｃａｎ ｗｅｌｌ ｍ ａｋｅ ｕｐ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ ｅａｃｈ ｏｔｈ— ｅｒ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｒａｆｆｉｃ ｄａｔａ ｏｆ ａ ｂｒｉｄｇｅ ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ａｒｅａ，ａ ｎｅｗ ｇｒａｙ Ｍ ａｒｋｏｖ ｃｈａｉｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｒａｆｆｉｃ ｖｏｌｕｍｅ ｉｓ ｃｏｎｓｔｒｕｅ— ｔｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｇｒａｙ ｔｈｅｏｒｙ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ１． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｅｘａｍ ｐｌｅ ｆｉｎｄｓ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｎｅｗ ｍｏｄｅｌ ｔｈｅｏｒｙ ｈａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｃｌａｓｓｉｃａｌ ｇｒａｙ ｔｈｅｏｒｙ． Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃｌａｓｓｉｃａｌ ｇｒｅｙ ｔｈｅｏｒｙ； Ｍ ａｒｋｏｖ ｃｈａｉｎ； Ｔｒａｆｆｉｃ ｖｏｌｕｍ ｅ；Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｍ ｏｄｅ１
科 夫 预 测 。研 究发 现 灰 色理 论 与 马 尔科 夫 链 之 间存 在 较 为 显 著 的 互 补 优 势 ，并 且 很 好 的 弥 补 了彼 此 之 间 的 不 足 之 处 。 基 于
某地 区一桥 断 面 的 交 通 量 数 据 ，在 传 统 的 灰 色理论 预 测 模 型 之 上 ，构 建 了新 型 的 交 通 量 灰 色 马 尔科 夫 链 模 型 。 此种 新 型 的 模
Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｖｏ１．３４，Ｎｏ．７，２０１８
开 发 应 用
微 型 电 脑 应 用 ２０１８年 第 ３４卷 第 ７期
文 章 编 号 ：］００Байду номын сангаас—７５７Ｘ（２Ｏ１８）Ｏ７—００８５—０３
经 典 灰 色 理 论 和 马 尔 科 夫 链 的 交 通 量 预 测 模 型 构 建
型理 论 ，相 较 传 统 的 经典 灰 色理 论 会 具备 较 高 的预 测精 准 度 。
关键 词 ：经典 灰 色理 论 ；马 尔科 夫 链 ；交 通 量 ；预 测 模 型
中 图分 类 号 ：Ｕ４９１．１４
文 献 标 志 码 ：Ａ
Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｖｏｌｕｍ ｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｍ ｏｄｅｌ ｂｙ Ｃｌａｓｓｉｃａｌ Ｇｒｅｙ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｍ ａｒｋｏｖ Ｃｈａｉｎ
南爱 强 ， 王锋 宪
（１．云南 交 通职业 技术 学 院 ，昆明 ６５０５００；２．昆明理 工大学 建 工学 院 ，昆 明 ６５０５００）
摘 要 ：通 过 构 建 交通 流 量 的预 测 模 型 ，基 于经 典 灰 色理 论 和 马 尔科 夫链 ，针 对 存 在 较 大 波 动 性 的 残 差 数 值 序 列 ，完 成 了马 尔
．
０ 引 言
１ 灰 色 理论 马 尔 科夫 预 测模 型 构建 原 理简 述
短 时 交 通 流 量 整 体 预 测 相 较 长 期 的 交 通 量 预 测 具 备 了 更 高 的不 确 定 性 ，并 且 在 随 机 预 测 过 程 中 会 受 到 多 方 面 的 因 素 影 响 ，整 体 的交 通 量 预 测 规 律 也 较 不 明 显 。迄 今 为 止 ，已 经 出现 了 较 多 短 时 期 的 交 通 量 预 测 模 型 方 法 ，主 要 包 括 了［１］：１）基 于 线 性 理 论 的模 型 构 建 ，比 如 使 用 “卡 尔 曼 滤 波 法 ”等 ；２）基 于 计 算 机 终 端 设 备 的 智 能 化 预 测 模 型 ，比如 使 用 “非 参 数 回归 法 ”以及 “神 经 网 络 法 ”；３）基 于 非 线 性 理 论 模 型 构 建 方 法 ，比如 使 用 “小 滤 波 分 析 法 ”；４）基 于 数 据 组 合 的 预 测 方 法 ，比如 使 用 多 种 方 法 以 及 两 种 方 法 的 整 体 综 合 ；５）基 于 交 通 模 拟 预 测 方 法 ，比如 “动 态 交 通 分 配 ”等 。灰 色 系 统 理 论 被 较 为 广 泛 的应 用 于 近些 年来 的 多 方 面 预 测 ，比 如 对 于 城 市 噪 声 、灰 色 预测 以 及 自 然 灾 害 等 多 方 面 的 灰 色 预 测 方 面 。 在 近 些 年 来 的 发 展 中 ，对 于 交 通 领 域 的 相 关 研 发 人 员 ，通 过 应 用 灰 色 理 论 概 念 在 城 市 交 通 量 的 预 测 以及 道 路 交 通 量 ，还 有 铁 路 货 运 量 和 公 路 客 运 量 等 多 方 面 的 预 测 。 由此 本 文 构 建 基 于经 典 灰 色理 论 和 马 尔 科 夫 链 的 交 通 量 预 测 模 型 展 开 研 究 。
Ｋ ｕｎｍ ｉｎｇ Ｕ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋ ｕｎｍ ｉｎｇ ６５０５００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｗｅ ｍａｉｎｌｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ａ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｒａｆｆｉｃ ｆｌｏｗ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｌａｓｓｉｃａｌ ｇｒａｙ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｍ ａｒｋｏｖ ｃｈａｉｎ．Ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ Ｍ ａｒｋｏｖ ｆｏｒｅｃａｓｔ ｉｓ ｃｏｍ ｐｌｅｔｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｗｉｔｈ ｌａｒｇｅ ｖｏｌａｔｉｌｉｔｙ． Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｆｉｎｄｓ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｃｏｍ ｐｌｅｍ ｅｎｔ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｔ ｔｈｅ ｔＷＯ ｍ ｅｔｈｏｄｓ，ａｎｄ ｃａｎ ｗｅｌｌ ｍ ａｋｅ ｕｐ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ ｅａｃｈ ｏｔｈ— ｅｒ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｒａｆｆｉｃ ｄａｔａ ｏｆ ａ ｂｒｉｄｇｅ ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ａｒｅａ，ａ ｎｅｗ ｇｒａｙ Ｍ ａｒｋｏｖ ｃｈａｉｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｒａｆｆｉｃ ｖｏｌｕｍｅ ｉｓ ｃｏｎｓｔｒｕｅ— ｔｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｇｒａｙ ｔｈｅｏｒｙ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ１． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｅｘａｍ ｐｌｅ ｆｉｎｄｓ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｎｅｗ ｍｏｄｅｌ ｔｈｅｏｒｙ ｈａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｃｌａｓｓｉｃａｌ ｇｒａｙ ｔｈｅｏｒｙ． Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃｌａｓｓｉｃａｌ ｇｒｅｙ ｔｈｅｏｒｙ； Ｍ ａｒｋｏｖ ｃｈａｉｎ； Ｔｒａｆｆｉｃ ｖｏｌｕｍ ｅ；Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｍ ｏｄｅ１
科 夫 预 测 。研 究发 现 灰 色理 论 与 马 尔科 夫 链 之 间存 在 较 为 显 著 的 互 补 优 势 ，并 且 很 好 的 弥 补 了彼 此 之 间 的 不 足 之 处 。 基 于
某地 区一桥 断 面 的 交 通 量 数 据 ，在 传 统 的 灰 色理论 预 测 模 型 之 上 ，构 建 了新 型 的 交 通 量 灰 色 马 尔科 夫 链 模 型 。 此种 新 型 的 模
Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｖｏ１．３４，Ｎｏ．７，２０１８
开 发 应 用
微 型 电 脑 应 用 ２０１８年 第 ３４卷 第 ７期
文 章 编 号 ：］００Байду номын сангаас—７５７Ｘ（２Ｏ１８）Ｏ７—００８５—０３
经 典 灰 色 理 论 和 马 尔 科 夫 链 的 交 通 量 预 测 模 型 构 建
型理 论 ，相 较 传 统 的 经典 灰 色理 论 会 具备 较 高 的预 测精 准 度 。
关键 词 ：经典 灰 色理 论 ；马 尔科 夫 链 ；交 通 量 ；预 测 模 型
中 图分 类 号 ：Ｕ４９１．１４
文 献 标 志 码 ：Ａ
Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｖｏｌｕｍ ｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｍ ｏｄｅｌ ｂｙ Ｃｌａｓｓｉｃａｌ Ｇｒｅｙ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｍ ａｒｋｏｖ Ｃｈａｉｎ
南爱 强 ， 王锋 宪
（１．云南 交 通职业 技术 学 院 ，昆明 ６５０５００；２．昆明理 工大学 建 工学 院 ，昆 明 ６５０５００）
摘 要 ：通 过 构 建 交通 流 量 的预 测 模 型 ，基 于经 典 灰 色理 论 和 马 尔科 夫链 ，针 对 存 在 较 大 波 动 性 的 残 差 数 值 序 列 ，完 成 了马 尔
．
０ 引 言
１ 灰 色 理论 马 尔 科夫 预 测模 型 构建 原 理简 述
短 时 交 通 流 量 整 体 预 测 相 较 长 期 的 交 通 量 预 测 具 备 了 更 高 的不 确 定 性 ，并 且 在 随 机 预 测 过 程 中 会 受 到 多 方 面 的 因 素 影 响 ，整 体 的交 通 量 预 测 规 律 也 较 不 明 显 。迄 今 为 止 ，已 经 出现 了 较 多 短 时 期 的 交 通 量 预 测 模 型 方 法 ，主 要 包 括 了［１］：１）基 于 线 性 理 论 的模 型 构 建 ，比 如 使 用 “卡 尔 曼 滤 波 法 ”等 ；２）基 于 计 算 机 终 端 设 备 的 智 能 化 预 测 模 型 ，比如 使 用 “非 参 数 回归 法 ”以及 “神 经 网 络 法 ”；３）基 于 非 线 性 理 论 模 型 构 建 方 法 ，比如 使 用 “小 滤 波 分 析 法 ”；４）基 于 数 据 组 合 的 预 测 方 法 ，比如 使 用 多 种 方 法 以 及 两 种 方 法 的 整 体 综 合 ；５）基 于 交 通 模 拟 预 测 方 法 ，比如 “动 态 交 通 分 配 ”等 。灰 色 系 统 理 论 被 较 为 广 泛 的应 用 于 近些 年来 的 多 方 面 预 测 ，比 如 对 于 城 市 噪 声 、灰 色 预测 以 及 自 然 灾 害 等 多 方 面 的 灰 色 预 测 方 面 。 在 近 些 年 来 的 发 展 中 ，对 于 交 通 领 域 的 相 关 研 发 人 员 ，通 过 应 用 灰 色 理 论 概 念 在 城 市 交 通 量 的 预 测 以及 道 路 交 通 量 ，还 有 铁 路 货 运 量 和 公 路 客 运 量 等 多 方 面 的 预 测 。 由此 本 文 构 建 基 于经 典 灰 色理 论 和 马 尔 科 夫 链 的 交 通 量 预 测 模 型 展 开 研 究 。