1.一種預(yù)測公交車到站時間的方法,其特征在于,包括:
S1、采集一定時間內(nèi)的公交車數(shù)據(jù)以及公交線路數(shù)據(jù),基于空間插值法,獲得公交車在各數(shù)據(jù)點的時距數(shù)據(jù)對;
S2、基于所述時距數(shù)據(jù)對,獲得公交車運營序列;
S3、將所述公交車運營序列輸入至LSTM遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),獲得公交車到站時間預(yù)測模型;以及
S4、對所述公交車到站時間預(yù)測模型基于鏈?zhǔn)筋A(yù)測法,獲得預(yù)測的公交車到站時間。
2.如權(quán)利要求1所述的預(yù)測公交車到站時間的方法,其特征在于,所述公交車數(shù)據(jù)包括:公交車編號、公交車所屬線路的線路編號、公交車的地理位置數(shù)據(jù)、公交車的地理位置數(shù)據(jù)的采集時間、運營次數(shù)以及上下行方向;
所述公交線路數(shù)據(jù)包括:公交線路的線路編號、線路中各站點編號、各站點的地理位置數(shù)據(jù)、各路口的地理位置信息以及上下行方向。
3.如權(quán)利要求2所述的預(yù)測公交車到站時間的方法,其特征在于,所述步驟S1包括:
S1.1、采集一定時間內(nèi)的公交車數(shù)據(jù)以及公交線路數(shù)據(jù),獲得對應(yīng)不同線路、不同運營次數(shù)的公交車的歷史時距數(shù)據(jù)信息,所述歷史時距數(shù)據(jù)信息包括所述線路的首站點和末站點的地理位置數(shù)據(jù)、線路總距離和總到站時間;以及
S1.2、基于所述歷史時距數(shù)據(jù)信息,通過空間插值法,獲得各數(shù)據(jù)點的積累距離;以及
S1.3、對各數(shù)據(jù)點的積累距離,基于線性回歸算法獲得公交車到達(dá)除首站點外的到站時間,將所述積累距離和對應(yīng)的到站時間作為公交車到達(dá)該數(shù)據(jù)點時的時距數(shù)據(jù)對。
4.如權(quán)利要求3所述的預(yù)測公交車到站時間的方法,其特征在于,所述步驟S2包括:
S2.1、將公交車到達(dá)各數(shù)據(jù)點時的時距數(shù)據(jù)對、當(dāng)前數(shù)據(jù)點與下一數(shù)據(jù)點的間距、共享同一個站點的線路總數(shù)以及數(shù)據(jù)標(biāo)識符作為特征向量,構(gòu)成對應(yīng)各數(shù)據(jù)點的公交車運營特征向量;
S2.2、對所述公交車運營特征向量中除數(shù)據(jù)標(biāo)識符外的各特征向量依次進行歸一化處理和去均值處理,獲得所述公交車運營序列。
5.如權(quán)利要求4所述的預(yù)測公交車到站時間的方法,其特征在于,所述步驟S3包括:
S3.1、對每一批數(shù)據(jù),在公交車到達(dá)每一個數(shù)據(jù)點的時刻向LSTM遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入該批數(shù)據(jù)對應(yīng)的公交運營序列,經(jīng)前向傳播,所述LSTM遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存儲交通狀態(tài),并輸出網(wǎng)絡(luò)輸出值;以及
S3.3、比較所述網(wǎng)絡(luò)輸出值和此時刻的目標(biāo)輸出值,獲得均方誤差,同時使用時間展開的后向傳播計算并傳遞殘差,對所有批的數(shù)據(jù)完成一次前向和后向傳播的過程稱為一次迭代,經(jīng)多次迭代,獲得所述公交車到站時間預(yù)測模型。
6.如權(quán)利要求5所述的預(yù)測公交車到站時間的方法,其特征在于,所述步驟S3.1前還包括:
基于所述公交車運營特征向量的維度,對所述公交車運營序列進行分批,獲得若干批數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求5所述的預(yù)測公交車到站時間的方法,其特征在于,所述步驟S3.2還包括:基于隨機梯度下降法,對LSTM遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)值和偏置進行更新。
8.如權(quán)利要求5所述的預(yù)測公交車到站時間的方法,其特征在于,所述步驟S4包括:
S4.1、將公交車的當(dāng)前位置到預(yù)測位置之間的其他數(shù)據(jù)點作為輔助點;
S4.2、向所述公交車到站時間預(yù)測模型輸入基于當(dāng)前位置計算的公交車運營特征向量,經(jīng)前向傳播獲得公交車運行至第一個輔助點的預(yù)測的到站時間;
S4.3、將所述預(yù)測的到站時間將作為下一輔助點對應(yīng)的到站時間,結(jié)合其余特征向量,構(gòu)成下一輔助點的公交車運營特征向量,重復(fù)步驟S4.2,直至獲得預(yù)測位置的網(wǎng)絡(luò)輸出值;以及
S4.4、對所述步驟S4.3的網(wǎng)絡(luò)輸出值進行反去均值和反歸一化處理,獲得預(yù)測的公交車到站時間。
9.如權(quán)利要求3-8任意一項所述的預(yù)測公交車到站時間的方法,其特征在于,所述數(shù)據(jù)點包括站點、采樣點以及公交車的地理位置數(shù)據(jù);
其中,線路自首站點起,每100m設(shè)置一個所述采樣點。