一种交通流短时预测系统

摘要

本发明公开了交通流短时预测系统，属于交通流预测系统领域，数据处理子系统通过Socket通信接收从交通信息采集平台传来的交通流数据，维护预测子系统位置表，当待预测路段在预测周期的数据统计出后，根据待预测路段的代码在预测子系统位置表中查找代码所对应的预测子系统，将统计数据发送给预测子系统；接收统计数据，在主机上维护预测模块位置表，根据待预测路段的代码在预测模块位置表中进行查找，对待预测路段进行预测，对待预测路段在不同预测时长进行预测得到预测结果，将预测结果发送给数据分析与显示子系统；数据分析与显示子系统接收预测结果对每个周期的每个待预测路段的预测值和实际值进行分析，统计出预测效果并显示预测效果。

主权项

一种交通流短时预测系统，其特征在于，包括：数据处理子系统、预测子系统和数据分析与显示子系统，所述数据处理子系统通过Socket通信接收从交通信息采集平台传来的交通流数据，维护预测子系统位置表，当待预测路段在预测周期的数据统计出后，根据待预测路段的代码在所述预测子系统位置表中查找代码所对应的所述预测子系统，通过Socket通信将统计数据发送给所述预测子系统；所述预测子系统接收统计数据，在主机上维护预测模块位置表，根据待预测路段的代码在所述预测模块位置表中进行查找，对待预测路段进行预测，对待预测路段在不同预测时长进行预测，得到预测结果，通过Socket通信将预测结果发送给所述数据分析与显示子系统；所述数据分析与显示子系统接收预测结果，对每个周期的每个待预测路段的预测值和实际值进行分析，统计出预测效果，并显示预测效果；所述预测子系统包括：预测模块管理器、路段预测模块、基本预测模块和路段交通流特性获取模块，所述预测模块管理器对所述路段预测模块进行维护，在主机上维护预测模块位置表，根据待预测路段的代码在所述预测模块位置表中进行查找，找到对应所述路段预测模块的指针，使用所述路段预测模块进行预测；所述路段预测模块完成待预测路段的预测；所述基本预测模块完成待预测路段在不同预测时长的预测；所述路段交通流特性获取模块采用非参数回归将预测流量转化为速度，实现对交通流平均速度的预测；所述基本预测模块包括：模式库子模块、缓存子模块和配置设置子模块；对应不同的预测需求分别建立所述模式库子模块，采用内存存储，以模式库类作为基类，模式库继承基类并实现基类规定的虚函数；所述缓存子模块中存储的记录为一个三元组，模式X由状态向量和因变量组成；W为等待值，表示模式X中因变量的值是W个预测周期后的预测值；S＝0表示模式X在所述模式库子模块中不存在；S＝1表示模式X在所述模式库子模块中存在；所述交通流短时预测系统包括：根据所述配置设置子模块中的数据标识、预测需求从数据库中读取和数据标识相应的字段，组成对应预测需求的表示当前交通流状态的状态向量；依据预设准则在所述模式库子模块中搜索与待匹配模式相似的L个模式，其中L为模式的数量；遍历所述缓存子模块将所有记录的等待值减1，找出所有等待值为0的记录，如果S＝0用实际流量值替换模式的因变量构成一条完整的模式，将模式加入所述模式库子模块；如果S＝1则检验预测结果的精度并进行相应调整；所述数据分析与显示子系统包括：第二接收模块、第二解包模块、第二存储模块、第二统计模块和数据分析与显示界面模块，所述第二接收模块通过Socket通信方式接收各个所述预测子系统的预测结果；所述第二解包模块根据第二预设协议从预测结果中识别出完整数据包；所述第二存储模块对每条待预测路段建立内存中的预测数据列表和缓存，将待预测路段第T个周期的预测数据和第T个周期的实际流量数据组成一个数据对放入所述预测数据列表中，将所述数据对发送给所述第二统计模块、所述数据分析与显示界面模块和数据库；将待预测路段第T+k个周期的预测数据放入所述缓存；所述第二统计模块将所述数据对统计成平均相对误差、预测误差和均等系数，得到预测效果；所述数据分析与显示界面模块接收预测效果对预测效果进行分析，并对预测效果进行显示。