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案例研究表明,相对于传统的长短时记忆神经网络(LSTM)模型,卷积长短时记忆神经网络(Conv-LSTM)模型能够更准确地预测地铁站的乘客拥堵延误情况。
乘客拥堵而导致的出行延误是城市轨道交通普遍存在的一种现象。在高峰时段,乘客可能需要等待多列班车,导致站内乘客总出行时间延长。因此,准确计算并预测地铁站的拥堵延误情况,对优化交通流量至关重要。
在Journal of Advanced Transportation发表的一篇论文中,西南交通大学Wei Chen团队利用卷积长短时记忆神经(Conv-LSTM)网络,解析了能够预测潜在延误的地铁站乘客拥堵的时空特征。
研究团队回顾了与铁路延误有关的现有文献后发现,地铁站内的乘客拥堵情况不仅受特定站点进出站客流的影响,还与相邻车站的拥堵情况相关。然而,传统的长短时记忆神经网络(LSTM)交通延误预测方法并未将后者考虑在内。因此,需要采用更加先进的方法,对其进行更可靠的预测。
根据传统的全连接长短时记忆神经(FC-LSTM)网络,研究团队优化了Conv-LSTM网络。FC-LSTM网络往往限于地铁站或路线层面的预测。与之不同的是,Conv-LSTM网络在输入到状态(input-to-state)和状态到状态(state-to-state)的转换中都具有卷积结构,并且可以有效捕获拥堵延误的时空关联。
为了验证这个新的模型,研究团队开展了一项针对重庆地铁的案例研究。他们选取了重庆地铁2018年9月至10月40个工作日的运营数据,计算了地铁乘客延误率和拥挤延误指数,以及预测结果的均方根差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和决定系数(R2)值,从而对Conv-LSTM模型的能力和有效性进行了评估。
结果显示,相比于基准模型,Conv-LSTM模型实现了最佳的预测性能(按RMSE衡量)。
Conv-LSTM模型的卷积层还意味着,其在编码网络中的时空相关性捕捉能力要优于基准模型。
该研究的结论是,Conv-LSTM模型能够有效地解决地铁站乘客拥堵延误预测问题。运营管理部门可根据该模型开发更好的管理和规划方案。然而,作者指出,该模型并未考虑换乘乘客,因此未来必须开展更多研究来计算换乘乘客的拥堵延误情况,并将其纳入预测模型中。
完整论文 链接: 关于本刊 Journal of Advanced Transportation发表理论和创新论文,涵盖多式联运网络、运输和交通系统的分析、设计、运行、优化和规划,以及交通技术和交通安全。 期刊指标 CiteScore: 3.400 JIF:2.419 JCI:0.520 中科院期刊分区表:工程技术4区 录用率:36% 投稿至最终编辑决定时间:106 天 论文录用至发表时间:75天 *我们意识到期刊层面指标的重要性,它们可以帮助作者选择研究发表平台。然而,作为旧金山科研评估宣言(DORA)的签署方,我们认为,不得将期刊层面的指标作为一种替代手段,来衡量研究论文的质量,或者评估研究人员的贡献度,也不得将其用作招聘、晋升或者研究资助决策的参考指标。我们坚信,不应该单纯地仅用一种指标来评价期刊。我们鼓励在评价期刊时,对期刊的范围、内容、编辑流程以及许多期刊和论文层面的指标(如使用量和引用量)进行全面评估。 点击文末原文链接访问该刊主页,阅读Journal of Advanced Transportation发表的更多论文。
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GMT+8, 2024-11-24 06:44
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