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专利号: 2021105708670
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于EMD‑GAN神经网络结构的交通流预测方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

(1)获取同一路段不同时刻内的交通流状态,提取交通流数据的空间特征:从数据集中获取不同时刻内同一路段的交通流状态,利用EMD分解对交通流状态进行时间特征提取;

(2)对道路交通流数据进行预处理并构建道路交通流状态矩阵数据集:获取道路交通流数据,对数据进行预处理,构建道路交通流状态数据集;

(3)将EMD分解输出的交通流时间特征作为LSTM神经网络输入,进一步提取道路交通流数据中时间特征;

(4)使用时空特征数据实现道路交通流预测:将道路交通流时间特征作为LSTM回归预测层输入,计算当前输入对应的预测结果,以上部分为生成网络部分,再将预测结果作为生成值和真实值一起送入GAN网络的判别网络;定义模型损失函数,根据损失函数数值利用反向传播算法不断优化模型参数;获取实时交通流数据作为模型输入,实现实时道路交通流的预测;

所述步骤(1)中,对同一路段不同时刻的交通流数据x(t)用EMD分解的方式提取出n个时间分量imfi(t),i∈[1,n]和一个残差分量r(t);

所述步骤(2)的过程如下:运用皮尔逊相关系数求出各个时间特征分量imfi(t)和交通流数据x(t)之间的相关性系数,并根据皮尔逊相关系数挑选出相关性较高前k个时间特征分量imfmax_i(t),并用这前k个分量和原始交通流数据x(t)构成交通流状态矩阵数据集;再用min‑max标准化方法对交通流状态矩阵数据集进行归一化;

所述步骤(3)的过程如下:利用LSTM神经网络能够有效提取时序信息的特点,将EMD分解输出的包含时间特征的结果作为LSTM神经网络的输入,利用LSTM神经网络进一步提取交通流状态中的时间特征;

所述步骤(4)的过程如下:时间序列生成器采用LSTM网络,将道路交通流时空特征作为回归预测层输入,计算当前输入对应的预测结果;将binary_crossentropy定义为模型的损失函数,根据损失函数数值利用反向传播算法不断优化模型参数;获取实时交通流数据,即测试集作为模型输入,实现实时道路交通流的预测。