1.一种基于时空特性分析的短时交通流预测方法,用于实现目标道路的交通流量预测,其特征在于,包括如下步骤:步骤A.获得目标道路指定历史时间区间内的实时交通流量,然后进入步骤B;
步骤B.针对目标道路指定历史时间区间内实时交通流量,进行预处理操作,获得目标道路指定历史时间区间内各个时间节点对应的交通流量,然后进入步骤C;
步骤C.将目标道路所对应指定历史时间区间内各个时间节点的交通流量,作为各个数据样本点,并针对各个数据样本点,进行维度空间坐标转换,获得各个数据样本点分别所对应的维度空间坐标,然后进入步骤D;
步骤D.基于各个数据样本点分别所对应的维度空间坐标,针对各个数据样本点进行聚类处理,获得各个聚类簇,然后进入步骤E;
步骤E.根据各个聚类簇,获得目标路段分别对应各聚类时间节点的交通流量,然后进入步骤F;
步骤F.基于目标路段分别对应各聚类时间节点的交通流量,结合预设预测时长跨度,获得各组训练样本(xk,yk),然后进入步骤G;其中,k∈{1,…,K},K表示训练样本的组数,xk、yk均属于目标路段分别对应各聚类时间节点的交通流量,xk所对应聚类时间节点与yk所对应聚类时间节点之间的差值等于预测时长跨度,且按时序、xk所对应聚类时间节点在yk所对应聚类时间节点之前;
步骤G.采用各组训练样本(xk,yk),基于xk为输入,yk为输出,针对预设分类器进行训练,获得对应预测时长跨度的目标路段短时交通流预测模型,然后进入步骤H;
步骤H.基于所获目标路段短时交通流预测模型,针对目标路段,实现预测时长跨度的交通流量预测。
2.根据权利要求1所述一种基于时空特性分析的短时交通流预测方法,其特征在于:所述步骤B中,采用历史平均法、相邻数据平均法或加权平均法中的一种或几种任意组合,针对目标道路指定历史时间区间内实时交通流量进行预处理操作。
3.根据权利要求1或2所述一种基于时空特性分析的短时交通流预测方法,其特征在于:所述步骤B中,针对目标道路指定历史时间区间内实时交通流量,进行预处理操作,包括丢失值处理、错误值处理和异常值处理。
4.根据权利要求1所述一种基于时空特性分析的短时交通流预测方法,其特征在于:所述步骤D中,基于各个数据样本点分别所对应的维度空间坐标,针对各个数据样本点进行OPTICS聚类处理,获得各个聚类簇。
5.根据权利要求4所述一种基于时空特性分析的短时交通流预测方法,其特征在于:所述步骤D中,初始化用于存放本次循环中核心点、及其直接密度可达点的集合I,以及包含各核心点分别所对应簇的集合Ⅱ,然后基于各个数据样本点分别所对应的维度空间坐标,执行如下步骤,针对各个数据样本点进行聚类处理,获得各个聚类簇;
步骤D1.判断是否存在非核心点、以及未被划簇的数据样本点,是则进入步骤D2;否则进入步骤D10;
步骤D2.针对非核心点、以及未被划簇的各个数据样本点,任选一个数据样本点,作为本次循环的核心点,并进入步骤D3;
步骤D3.将该核心点划分至集合Ⅱ当中,并获得该核心点所对应的所有密度可达的数据样本点,然后进入步骤D4;
步骤D4.针对该核心点所对应的所有密度可达的数据样本点,判断其中直接密度可达的数据样本点是否在集合Ⅱ当中,是则进入步骤D5;否则步骤D6;
步骤D5.分别针对该核心点所对应直接密度可达的各个数据样本点,判断数据样本点对应的可达距离是否小于预设半径,是则将该数据样本点划分至该核心点所对应的簇中,并更新集合I中该核心点所对应的簇,且返回步骤D1;否则将数据样本点直接删除,并返回步骤D1;
步骤D6.针对该核心点所对应的所有密度可达的数据样本点,按可达距离升序,针对各个数据样本点进行排序,划入该核心点所对应的簇,并加入集合I,然后进入步骤D7;
步骤D7.由该核心点所对应簇中,剪切出第一个数据样本点,作为本次循环的待判断数据样本点,并进入步骤D8;
步骤D8.判断该待判断数据样本点是否属于集合Ⅱ,是则将该待判断数据样本点,作为核心点,并返回步骤D3;否则进入步骤D9;
步骤D9.判断集合I是否为空,是则返回步骤D1;否则返回步骤D7;
步骤D10.即完成针对各个数据样本点的聚类处理,获得各个聚类簇。
6.根据权利要求1所述一种基于时空特性分析的短时交通流预测方法,其特征在于:所述步骤E中,根据各个聚类簇,获得目标路段分别对应各聚类时间节点的交通流量,并针对各个交通流量进行数据归一化处理,更新目标路段分别对应各聚类时间节点的交通流量,然后进入步骤F。
7.根据权利要求1所述一种基于时空特性分析的短时交通流预测方法,其特征在于:所述步骤G中,采用各组训练样本(xk,yk),基于xk为输入,yk为输出,针对SVM分类器进行训练,获得对应预测时长跨度的目标路段短时交通流预测模型。
8.根据权利要求1所述一种基于时空特性分析的短时交通流预测方法,其特征在于:还包括步骤GH,执行完步骤G之后,进入步骤GH,执行完步骤GH之后,进入步骤H;
步骤GH.采用细菌觅食算法,针对目标路段短时交通流预测模型中的参数进行优化。
9.根据权利要求8所述一种基于时空特性分析的短时交通流预测方法,其特征在于,所述步骤GH,包括如下步骤:步骤GH-1.针对目标路段短时交通流预测模型,将其中核函数系数、惩罚因子作为待优化参数输入细菌觅食模型当中;
步骤GH-2.根据优性原则,设置细菌觅食算法的主要参数,细菌个数S,单向运动的最大步数N0,趋向性循环操作次数N1,复制性循环操作次数N2,迁徙性循环操作次数N3,迁徙概率P;
步骤GH-3.根据细菌觅食算法,针对核函数系数、惩罚因子进行寻优,优化更新核函数系数、惩罚因子,进而更新目标路段短时交通流预测模型。