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专利号: 2021105558090
申请人: 重庆交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种交通短时流量智能预测方法,其特征在于,包括以下步骤,利用第一模型分别提取原始交通流序列中的非线性特征和高频噪声,将原始交通流序列分解为几个中心频率不同的子序列;

分别建立第二模型和第三模型,并对不同中心频率的子序列进行预测,采用第二模型模型预测低中心频率子序列,采用第三模型预测高中心频率子序列;

将各子序列的预测值相加。

2.如权利要求1所述的一种交通短时流量智能预测方法,其特征在于,所述第一模型包括,

式中,s(t)表示信号中包含高频噪声;s0(t)表示过滤后的信号;||·||2表示函数的第二范数,f(t)表示待求信号,t表示时间序列;

将上述公式通过傅立叶变换方法得到以下公式:式中,s0(ω)、s(ω)分别表示s0(t)和s(t)的傅立叶变换;α是过滤因子;

根据下述公式将s(t)分为k个子系列,式中,si(t)表示分解的子系列,k表示子系列的个数。

3.如权利要求1所述的一种交通短时流量智能预测方法,其特征在于,所述第二模型,在通过变分模态分解后,为低频子系列建立第二模型;

d

设有样本空间{(xi,yi),i=1,2,...m},xi∈R ,yi∈R,R表示样本空间,d表示自变量维d

数,n表示样本的个数,xi,yi表示样本,存在一个映射f:R→R,以最小化回归值f(xi)和对象值yi之间的均方根误差,

式中,ψ(·)表示非线性函数; 代表权重值,b代表偏移量;

然后引入第二模型:

式中,v表示惩罚因子,μ表示灵敏度,e表示预测值和对象值之间的误差,ei表示第i个样本预测值和对象值之间的误差,T表示矩阵转置;

在上述公式中应用拉格朗日乘数法,重写为以下公式,式中,L(·)表示拉格朗日函数,表示拉格朗日乘数,和b的解由KKT条件和下述公式获得

m×m T m n

式中,Ω∈R 由ψ(xi,xj)组成,ψ(xi,xj)是xi和xj、V=[1,1,...1]∈R ;γ=ν/μ;I∈R×n m

为单位矩阵;υ=[y1,y2,...ym]∈R的核函数,高斯核函数如下述公式所示,

2 2

K(xi,xj)=exp[‑||xi‑xj||/(2σ)],σ>0式中,σ代表内核参数,然后,通过在样本空间中进行训练,生成下述公式,式中,xi是样本空间的每个向量。

4.如权利要求1所述的一种交通短时流量智能预测方法,其特征在于,所述第二模型包括,

设获得的时间序列样本为{x1,x2,...xn},将时间序列样本重构为下述公式,式中,d表示自变量的维数,重建样本是 重建样本的联合分布核函数如下述公式所示,

式中, K(·)代表核密度函数; 代表通常对称的一个内核带宽矩阵,采用对角矩阵作为内核带宽矩阵,如下述公式所示,式中,σ1,σ2...σd是自变量 各个维的带宽参数,σd+1是 的带宽参数。σi(i=1,2,...d)和σd+1并分别确定 方向和 方向的平滑度,采用以下公式确定σi和σd+1,式中,sti(i=1,2,...d)和std+1分别代表{xi,xi+1,...xi+n‑d‑1}(i=1,2,...d)和{xd+1,xd+2,...xn}的标准差;

核密度函数是高斯核密度函数采用以下公式所示,将联合分布核函数公式改写为下述公式式中, 和 是在 方向和 方向上对应的内核带宽矩阵,采用下述公式表示的多维核密度函数表示为下述公式公式