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基于约束卡尔曼滤波的短时交通流量组合预测模型

聂佩林 余志 何兆成

聂佩林, 余志, 何兆成. 基于约束卡尔曼滤波的短时交通流量组合预测模型[J]. 交通运输工程学报, 2008, 8(5): 86-90.
引用本文: 聂佩林, 余志, 何兆成. 基于约束卡尔曼滤波的短时交通流量组合预测模型[J]. 交通运输工程学报, 2008, 8(5): 86-90.
NIE Pei-lin, YU Zhi, HE Zhao-cheng. Constrained Kalman filter combined predictor for short-term traffic flow[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2008, 8(5): 86-90.
Citation: NIE Pei-lin, YU Zhi, HE Zhao-cheng. Constrained Kalman filter combined predictor for short-term traffic flow[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2008, 8(5): 86-90.

基于约束卡尔曼滤波的短时交通流量组合预测模型

基金项目: 

"十一五"国家科技支撑计划项目 2006BAG01A04

详细信息
    作者简介:

    聂佩林(1980-), 男, 广东惠州人, 中山大学工学博士研究生, 从事交通流估计与预测研究

    余志(1961-), 男, 江西九江人, 中山大学教授

  • 中图分类号: U491.112

Constrained Kalman filter combined predictor for short-term traffic flow

More Information
  • 摘要: 为了克服单一的交通流预测模型性能不稳定的问题, 提出了基于约束卡尔曼滤波的短时交通流量组合预测模型。约束卡尔曼滤波组合预测模型以各单一预测模型的权重为状态变量, 交通流量为观测变量, 预测结果是单一预测模型的加权和, 加权系数由约束卡尔曼滤波方程递推动态确定, 最后通过广深高速公路上采集的交通流量数据对算法进行了验证。结果表明, 在不同预测步长情况下, 约束卡尔曼滤波组合预测模型要优于最佳的单一预测模型或与其持平, 并且不受某一较差的预测模型影响, 具有较高的鲁棒性。

     

  • 图  1  Emape比较

    Figure  1.  Emape comparison

    图  2  CKFC预测结果

    Figure  2.  CKFC prediction results

    图  3  有噪声情况下CKFC预测结果

    Figure  3.  CKFC prediction results with noise

    表  1  无噪声情况下3种预测方法性能对比

    Table  1.   Performance comparison among three predictors for noise-free data

    模型 5 min间隔数据 10 min间隔数据 15 min间隔数据
    Emape/% Eec Emape/% Eec Emape/% Eec
    ANN 18.2 0.920 14.0 0.930 17.5 0.927
    ARMA 24.3 0.906 16.8 0.926 16.2 0.927
    CKFC 18.3 0.925 14.0 0.936 15.8 0.930
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    表  2  有噪声情况下3种预测方法性能对比

    Table  2.   Performance comparison among three predictors for noise data

    模型 5 min间隔数据 10 min间隔数据 15 min间隔数据
    Emape/% Eec Emape/% Eec Emape/% Eec
    ANN 18.2 0.920 14.0 0.930 17.5 0.927
    ARMA 24.3 0.906 16.8 0.926 16.2 0.927
    模拟预测 39.7 0.796 38.0 0.801 37.7 0.774
    CKFC 16.9 0.929 13.8 0.936 15.2 0.927
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2008-03-12
  • 刊出日期:  2008-10-25

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