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城市交叉口交通流特征与短时预测模型

翁小雄 谭国贤 姚树申 黄征

翁小雄, 谭国贤, 姚树申, 黄征. 城市交叉口交通流特征与短时预测模型[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(1): 103-107.
引用本文: 翁小雄, 谭国贤, 姚树申, 黄征. 城市交叉口交通流特征与短时预测模型[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(1): 103-107.
WENG Xiao-xiong, TAN Guo-xian, YAO Shu-shen, HUANG Zheng. Traffic Flow Characteristics and Short-Term Prediction Model of Urban Intersection[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(1): 103-107.
Citation: WENG Xiao-xiong, TAN Guo-xian, YAO Shu-shen, HUANG Zheng. Traffic Flow Characteristics and Short-Term Prediction Model of Urban Intersection[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(1): 103-107.

城市交叉口交通流特征与短时预测模型

基金项目: 

广东省科技攻关项目 2003A1010302

详细信息
    作者简介:

    翁小雄(1958-), 女, 浙江杭州人, 华南理工大学副教授, 从事智能交通系统研究

  • 中图分类号: U491.14

Traffic Flow Characteristics and Short-Term Prediction Model of Urban Intersection

More Information
    Author Bio:

    WENG Xiao-xiong(1958-), female, associate professor, 86-20-87111030, ctxxweng@scut.edu.cn

  • 摘要: 时间尺度大于15 min的城市交通流预测模型已无法满足交通信号实时控制和交通信息实时发布的需求, 通过对广州市中心区交叉路口交通流长期观察和数据采集, 分析了各种时间尺度的交通流特性, 提出以路口信号周期作为时间尺度, 绿灯流率作为变量的ARIMA (p, d, q) 短时交通预测模型。以1个和3个信号周期的时间尺度为例, 对城市交叉路口不同时间段交通流进行建模和预测。结果表明ARIMA (p, d, q) 预测模型结构稳定, 算法简单, 时间尺度为3个信号周期的预测模型可以很好地保持交通流特征, 均方根误差为0.015 9, 预测精度较高。

     

  • 图  1  不同时间尺度的交通数据曲线

    Figure  1.  Traffic Flow Curves with Varied-Time-Scales

    图  2  差分前相关函数

    Figure  2.  Autocorrelation and Partial-Autocorrelation Functions of Original Time Series

    图  3  一阶差分后相关函数

    Figure  3.  Autocorrelation and Partial-Autocorrelation Functions of Differenced Time Series

    图  4  拟合曲线、预测曲线与实测曲线比较

    Figure  4.  Curves & apos; Comparison of Model, Prediction Volume and Actual Volume

    图  5  早高峰时段数据曲线比较

    Figure  5.  Curves & apos; Comparison of Traffic Volumes at Morning Peak-Hour

    表  1  pq取不同组合值所得模型的AIC值

    Table  1.   AIC Values with Different p and q

    p q
    0 1 2 3
    0 392.64 393.23 373.89 375.62
    1 394.13 379.81 372.01 377.87
    2 387.58 378.69 373.41 376.62
    3 389.52 384.44 374.63 389.11
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    表  2  pq取不同组合值所得模型的AIC值

    Table  2.   AIC Values with Different p and q

    p q
    0 1 2 3
    0 495.57 494.58 473.19 470.33
    1 497.36 477.34 470.35 472.21
    2 484.89 471.93 472.44 468.64
    3 484.91 473.34 474.10 470.85
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    表  3  pq取不同组合值所得模型的AIC值

    Table  3.   AIC Values with Different p and q

    p q
    0 1 2 3
    0 483.51 436.36 440.40 436.36
    1 484.78 461.91 435.55 448.86
    2 467.42 455.69 439.73 437.84
    3 469.38 456.49 439.41 440.35
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    表  4  预测精度比较

    Table  4.   Comparison of Predict Accuracies

    3个信号周期间隔 1个信号周期间隔 1个信号周期间隔
    (00:00~23:59) (08:00~12:00) (16:00~19:00)
    实测值 预测值 误差/% 实测值 预测值 误差/% 实测值 预测值 误差/%
    0.289 0.295 2.046 0.175 0.197 13.023 0.284 0.294 3.498
    0.322 0.315 2.201 0.185 0.213 15.287 0.225 0.269 19.154
    0.319 0.308 3.499 0.339 0.285 16.067 0.273 0.290 6.176
    0.340 0.311 8.520 0.244 0.199 18.686 0.343 0.333 2.872
    0.311 0.312 0.277 0.227 0.227 0.032 0.200 0.242 21.120
    0.325 0.323 0.383 0.314 0.264 15.936 0.281 0.318 13.387
    0.293 0.303 3.152 0.211 0.208 1.408 0.211 0.243 15.011
    0.330 0.335 1.618 0.151 0.143 5.397 0.250 0.295 17.818
    0.314 0.310 1.342 0.333 0.315 5.429 0.314 0.292 7.028
    0.253 0.284 2.016 0.200 0.171 14.541 0.338 0.283 16.091
    0.319 0.308 3.522 0.165 0.195 18.162 0.380 0.324 14.800
    0.275 0.279 1.266 0.377 0.339 10.347 0.159 0.166 4.135
    0.299 0.299 0.113 0.224 0.203 9.372 0.268 0.291 8.777
    0.365 0.329 9.842 0.226 0.208 7.980 0.218 0.257 17.815
    0.286 0.304 6.042 0.184 0.214 16.600 0.300 0.302 0.780
    0.324 0.339 4.573 0.291 0.285 2.096 0.292 0.275 5.833
    0.268 0.289 8.125 0.279 0.249 10.644 0.296 0.294 0.706
    0.315 0.338 7.503 0.267 0.220 17.665 0.304 0.280 8.025
    0.300 0.300 0.170 0.255 0.247 2.826 0.282 0.285 1.017
    0.324 0.320 1.250 0.350 0.285 18.460 0.265 0.269 1.445
    Emape=3.87% Drmse=0.0159 Emape=10.97% Drmse=0.0328 Emape=9.27% Drmse=0.0301
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  • 收稿日期:  2005-08-01
  • 刊出日期:  2006-03-25

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