基于時(shí)間序列的高速公路交通流量預(yù)測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于時(shí)間序列的高速公路交通流量預(yù)測(cè)方法，包括選擇一個(gè)時(shí)間標(biāo)度，統(tǒng)計(jì)建立交通流量時(shí)間序列Q＝(xi)的步驟；根據(jù)所選擇的時(shí)間標(biāo)度，自回歸項(xiàng)個(gè)數(shù)p和移動(dòng)平均項(xiàng)個(gè)數(shù)q的取值范圍的步驟；求取自回歸項(xiàng)個(gè)數(shù)p和移動(dòng)平均項(xiàng)個(gè)數(shù)q的步驟；將最優(yōu)自回歸項(xiàng)個(gè)數(shù)p和移動(dòng)平均項(xiàng)個(gè)數(shù)q，結(jié)合交通流量時(shí)間序列Q，采用極大似然估計(jì)進(jìn)行擬合得到最優(yōu)ARMA模型，得到歷史測(cè)量值的權(quán)值參數(shù)和歷史誤差值的權(quán)值參數(shù)的步驟；以及求取不同時(shí)間標(biāo)度下的交通流量的預(yù)測(cè)序列的步驟。本發(fā)明所的時(shí)間序列模型能更好的滿足高速公路各類(lèi)型流量的預(yù)測(cè)需求，提高了預(yù)測(cè)的普適性。運(yùn)算簡(jiǎn)單，提高了預(yù)測(cè)的效率和速度，滿足了高速公路交通預(yù)測(cè)的工程需求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于時(shí)間序列的高速公路交通流量預(yù)測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及交通流量預(yù)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來(lái)講是一種基于時(shí)間序列的高速公路交 通流量預(yù)測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、機(jī)動(dòng)車(chē)輛保有量的迅速增加。隨著我國(guó)高速公路 覆蓋面的增加及服務(wù)水平的提升，越來(lái)越多的人們選擇駕駛或者乘坐汽車(chē)通過(guò)高速公路出 行。這樣的現(xiàn)實(shí)條件下，交通管制系統(tǒng)也隨之承受了更大的壓力。作為交管系統(tǒng)的管理基 礎(chǔ)，高速公路交通流量預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性變得尤為重要。
[0003] 目前，常用的短時(shí)預(yù)測(cè)方法有：卡爾曼濾波、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種方法。這些方法 主要針對(duì)短期（一般認(rèn)為，不超過(guò)15分鐘，甚至小于5分鐘）的交通流量預(yù)測(cè)。而高速公 路交通預(yù)測(cè)主要目的是為新的高速路段的修建、高速管制分流等提供基礎(chǔ)。最為需要的是 對(duì)中期（一般認(rèn)為，不超過(guò)1天），乃至長(zhǎng)期（一般認(rèn)為，超過(guò)1天）的高速公路的預(yù)測(cè)。且 這些常用的短時(shí)預(yù)測(cè)方法在實(shí)際應(yīng)用中往往會(huì)有運(yùn)算時(shí)間較長(zhǎng)，普適性不足等問(wèn)題，使其 難以應(yīng)用于工程實(shí)現(xiàn)中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種基于時(shí)間序列的高速公路交通流量預(yù)測(cè)方法，以提高交 通流預(yù)測(cè)的普適性。
[0005] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目地的技術(shù)方案如下：一種基于時(shí)間序列的高速公路交通流量預(yù)測(cè) 方法，包括
[0006] 步驟1 :選擇一個(gè)時(shí)間標(biāo)度，統(tǒng)計(jì)建立交通流量時(shí)間序列Q = (xj，其中i = 1，2, ...，n ;所述時(shí)間標(biāo)度為月、日或小時(shí)；
[0007] 步驟2 :根據(jù)所選擇的時(shí)間標(biāo)度，設(shè)定自回歸項(xiàng)個(gè)數(shù)p和移動(dòng)平均項(xiàng)個(gè)數(shù)q的取值 范圍：當(dāng)時(shí)間標(biāo)度為月，P、q的取值范圍為1至3 ;當(dāng)時(shí)間標(biāo)度為日，p、q的取值范圍為1至 5 ;當(dāng)時(shí)間標(biāo)度為小時(shí)，p、q的取值范圍為1至10 ;
[0008] 步驟3 :求取最優(yōu)自回歸項(xiàng)個(gè)數(shù)p和移動(dòng)平均項(xiàng)個(gè)數(shù)q :任意選取自回歸項(xiàng)個(gè)數(shù)p 和移動(dòng)平均項(xiàng)個(gè)數(shù)q的一種組合，結(jié)合交通流量時(shí)間序列Q，采用極大似然估計(jì)進(jìn)行擬合得 到ARMA模型，根據(jù)ARMA模型計(jì)算出赤池信息量準(zhǔn)則AIC值與貝葉斯信息準(zhǔn)則BIC值；以赤 池信息量準(zhǔn)則AIC值且貝葉斯信息準(zhǔn)則BIC值為最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的自回歸項(xiàng)個(gè)數(shù)p和移動(dòng)平 均項(xiàng)個(gè)數(shù)q為最優(yōu)自回歸項(xiàng)個(gè)數(shù)P和移動(dòng)平均項(xiàng)個(gè)數(shù)q ;
[0009] 步驟4 :將最優(yōu)自回歸項(xiàng)個(gè)數(shù)p和移動(dòng)平均項(xiàng)個(gè)數(shù)q，結(jié)合交通流量時(shí)間序列Q， 采用極大似然估計(jì)進(jìn)行擬合得到最優(yōu)ARMA模型，其自回歸項(xiàng)即歷史測(cè)量值的權(quán)值參數(shù)為 ，移動(dòng)平均項(xiàng)即歷史誤差值的權(quán)值參數(shù)為Θ Θ 2, . . .，Θ q ;
[0010] 步驟5:求取不同時(shí)間標(biāo)度下的交通流量的預(yù)測(cè)序列0 =(為），其中i = 1，2, 3, · · ·，η, n+1 ;包括（1)當(dāng)時(shí)間標(biāo)度為月：
[0011] a.當(dāng)i = 1時(shí)，

【權(quán)利要求】
1. 一種基于時(shí)間序列的高速公路交通流量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括 步驟1 :選擇一個(gè)時(shí)間標(biāo)度，統(tǒng)計(jì)建立交通流量時(shí)間序列Q=(Xi)，其中i= 1，2,...，n;所述時(shí)間標(biāo)度為月、日或小時(shí)； 步驟2 :根據(jù)所選擇的時(shí)間標(biāo)度，設(shè)定自回歸項(xiàng)個(gè)數(shù)p和移動(dòng)平均項(xiàng)個(gè)數(shù)q的取值范 圍：當(dāng)時(shí)間標(biāo)度為月，P、q的取值范圍為1至3;當(dāng)時(shí)間標(biāo)度為日，p、q的取值范圍為1至5; 當(dāng)時(shí)間標(biāo)度為小時(shí)，P、q的取值范圍為1至10 ; 步驟3 :求取最優(yōu)自回歸項(xiàng)個(gè)數(shù)p和移動(dòng)平均項(xiàng)個(gè)數(shù)q:任意選取自回歸項(xiàng)個(gè)數(shù)p和 移動(dòng)平均項(xiàng)個(gè)數(shù)q的一種組合，結(jié)合交通流量時(shí)間序列Q，采用極大似然估計(jì)進(jìn)行擬合得到 ARMA模型，根據(jù)ARMA模型計(jì)算出赤池信息量準(zhǔn)則AIC值與貝葉斯信息準(zhǔn)則BIC值；以赤池 信息量準(zhǔn)則AIC值且貝葉斯信息準(zhǔn)則BIC值為最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的自回歸項(xiàng)個(gè)數(shù)p和移動(dòng)平均 項(xiàng)個(gè)數(shù)q為最優(yōu)自回歸項(xiàng)個(gè)數(shù)P和移動(dòng)平均項(xiàng)個(gè)數(shù)q; 步驟4 :將最優(yōu)自回歸項(xiàng)個(gè)數(shù)p和移動(dòng)平均項(xiàng)個(gè)數(shù)q，結(jié)合交通流量時(shí)間序列Q，采 用極大似然估計(jì)進(jìn)行擬合得到最優(yōu)ARMA模型，其自回歸項(xiàng)即歷史測(cè)量值的權(quán)值參數(shù)為 --%，--?，％，移動(dòng)平均項(xiàng)即歷史誤差值的權(quán)值參數(shù)為0 1;02，...，0q; 步驟5 :求取不同時(shí)間標(biāo)度下的交通流量的預(yù)測(cè)序列d= (i,)，其中i= 1，2, 3, ? ? ?，n,n+1 ;包括（1)當(dāng)時(shí)間標(biāo)度為月：
(3)當(dāng)時(shí)間標(biāo)度為小時(shí)：
【文檔編號(hào)】G08G1/01GK104269055SQ201410495385
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】戴元, 盛鵬, 代雨婷, 柏吉瓊, 謝強(qiáng), 王俊峰 申請(qǐng)人:四川省交通科學(xué)研究所