基于混沌理论的短时交通流预测方法研究.pdf

北京交通大学硕士学位论文基于混沌理论的短时交通流预测方法研究姓名：卓卉申请学位级别：硕士专业：安全技术及工程指导教师：贾利民20071201中文摘要摘要：短时交通流预测对于动态交通诱导、先进的交通管理、交通控制与安全等均具有重要的意义己成为交通工程领域重点研究课题是智能交通系统的核心研究内容之一。交通流系统本质上是人、车、路综合作用的一个复杂巨系统是一个开放、远离平衡的系统。系统内部存在着非线性的相互作用过程具有不可逆性。通过某种观测器获取到系统某一状态的时间序列蕴藏着系统内全部变量混沌运动的痕迹。混沌相空间重构理论提供了一种技术用于认识该类系统内部演化过程它通过系统整体行为的一维投影来重构复杂系统的整体行为然后依其来对系统内在的复杂本质特征进行分析。本文在对交通流时间序列特性分析的基础上对混沌时序动力系统的相空间重构方法进行了研究对重构相空问参数进行了计算。在对基于混沌理论的短时交通流预测方法分析的基础上针对局域法确定邻近点存在的不足提出了改进的方案；并引入误差修正的思想以充分利用一步预测得到的信息提高预测精度。在此基础上对现有的加权一阶局域预测模型进行了改进；结合具有并行处理及强大的非线性映射能力的神经网络提出了混沌局域—窬瓆目络理殓的短对交通流组合预测模型相对于线性拟合的加权一阶局域预测模型提高了预测的精度；针对交通流时问序列非平稳特性引进小波分析方法建立小波一混沌局域—窬绲淖楹显げ饽Ｐ停Ｐ痛邮逼到嵌榷跃哂蟹破轿忍匦缘亩淌苯煌流时间序列进行多分辨分析展现了原始交通流序列中蕴含的细节信息兼顾了短时交通流的混沌特性更加适用于具有非线性、混沌性和非平稳特性的短时交通流预测。实例数据的验证结果表明这三种模型均能取得较好的预测效果相比较而言小波一混沌局域一窬绲淖酆显げ饽Ｐ偷脑げ庑Ч罴选关键词：智能交通系统；短时交通流；预测：混沌：相空间重构；神经网络；小波分析分类号哀窑适左堂亟±堂焦途塞生塞撞噩琣猼镓阛蕊瓵：粀基奎通叁堂壅±堂堂论塞閏．—瑃猺—騟．甌甊；△曼墨ぁ鳌曛猟瓵．孔西．．籹；籶琣／．猺．甃普许签字日期：≯哆年≯月白日签字日期：槟阷月。日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。Ｃ艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得学位论文作者签名：导师签名：早寸签字日期：≥力独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果除了文中特别加以标注和致谢之处外论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作学位论文作者签名：年／拢琽日宝窑适厶堂亟±堂焦论塞独剑丝岜塑了明确的说明并表示了谢意。致谢本论文的工作是在我的导师贾利民教授的悉心指导下完成的贾利民教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来秦勇副教授、蔡国强老师和王艳辉副教授悉心指导我完成了实验室的科研工作在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助在此向三位老师表示衷心王卓副教授、徐杰副教授、朱晓宁教授、肖贵平教授、程晓卿老师、董宏辉老师、祝凌曦老师对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见和建议在此向七位老师表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间张尊栋师兄、仇宁海同学和邓文等同学对我论文中的建模研究工作给予了热情帮助在此向他们表达我的感激之情。感谢我的家人他们多年的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。贾利民教授对我的关心和指导。的谢意。课题支持绪论引言本学位论文的工作得到了北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室以下科研项目的部分支持在此深表谢意：