基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)

基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)技術(shù)應(yīng)用案例綜合交通大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室2025年2月14日1目錄基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例國家工程實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介研發(fā)平臺(tái)應(yīng)用與展望23一、國家工程實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介–實(shí)驗(yàn)室建設(shè)框架8大研究方向：綜合交通大數(shù)據(jù)采集挖掘大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的綜合交通協(xié)同組織區(qū)域交通系統(tǒng)優(yōu)化綜合交通系統(tǒng)能效分析交通設(shè)施全生命周期管理綜合交通一體化規(guī)劃設(shè)計(jì)綜合交通運(yùn)營管控一體化與智能化智慧物流規(guī)劃與運(yùn)營4一、國家工程實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介–平臺(tái)總體框架

BIM應(yīng)用建模研究平臺(tái)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)管理研究平臺(tái)基于大數(shù)據(jù)的交通基礎(chǔ)設(shè)施健康監(jiān)測(cè)管理研究平臺(tái)基于大數(shù)據(jù)的交通基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營管理研究平臺(tái)目錄基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例國家工程實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介研發(fā)平臺(tái)應(yīng)用與展望5高速+國省道8年全路網(wǎng)全樣本數(shù)據(jù)基于大數(shù)據(jù)的全路網(wǎng)交通量預(yù)測(cè)系統(tǒng)歷史路網(wǎng)+規(guī)劃路網(wǎng)動(dòng)態(tài)演化路網(wǎng)官方統(tǒng)計(jì)資料+爬蟲數(shù)據(jù)提煉上百個(gè)影響因子機(jī)器學(xué)習(xí)方法自動(dòng)標(biāo)定參數(shù)6二、基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例–技術(shù)優(yōu)勢(shì)數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)清洗路網(wǎng)運(yùn)行特征分析模型迭代與更新全路網(wǎng)數(shù)學(xué)模型二、基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例–技術(shù)路線723451歷年分區(qū)縣經(jīng)濟(jì)指標(biāo)歷年分區(qū)縣人口指標(biāo)分市域十三五規(guī)劃歷年高速公路收費(fèi)流水?dāng)?shù)據(jù)歷年國省道交調(diào)數(shù)據(jù)歷年分市域鐵路、公路客貨運(yùn)量歷年分市域機(jī)動(dòng)車保有量礦產(chǎn)資源分布及主要礦區(qū)歷年礦產(chǎn)量氣象及重大災(zāi)害數(shù)據(jù)景區(qū)分布及主要景區(qū)歷年游客量歷年高速公路通車、養(yǎng)護(hù)、改擴(kuò)建數(shù)據(jù)山西省歷年高速公路路網(wǎng)、國省道路網(wǎng)內(nèi)蒙古、陜西、河北、河南路網(wǎng)數(shù)據(jù)山西省未來公路網(wǎng)、鐵路網(wǎng)規(guī)劃內(nèi)蒙古、陜西、河北、河南未來公路網(wǎng)、鐵路網(wǎng)規(guī)劃社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)其它數(shù)據(jù)養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)路網(wǎng)數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)二、基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例–大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)8時(shí)二、基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例–多維度路網(wǎng)運(yùn)行特征分析93二、基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例–多維度路網(wǎng)運(yùn)行特征分析1高速路網(wǎng)與交通量OD分布2010年山西省高速公路出行OD分布2011年山西省高速公路交通量分布2011年山西省高速公路交通量分布2012年山西省高速公路出行OD分布2012年山西省高速公路出行OD分布2013年山西省高速公路出行OD分布2013年山西省高速公路出行OD分布2014年山西省高速公路出行OD分布2014年山西省高速公路出行OD分布2015年山西省高速公路出行OD分布2015年山西省高速公路出行OD分布2016年山西省高速公路出行OD分布2016年山西省高速公路出行OD分布10

2時(shí)空運(yùn)行態(tài)勢(shì)分析1、交通量歷年增長平穩(wěn)；2、存在季節(jié)性波動(dòng)；3、受經(jīng)濟(jì)形勢(shì)影響，2016年貨車交通量增速回升。11二、基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例–多維度路網(wǎng)運(yùn)行特征分析1、客車季節(jié)性波動(dòng)不大；2、貨車在春節(jié)期間出現(xiàn)貨運(yùn)低谷；3、貨車在秋冬采暖季需求增大。128.33二、基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例–多維度路網(wǎng)運(yùn)行特征分析2時(shí)空運(yùn)行態(tài)勢(shì)分析3交通量與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)關(guān)系交通量與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的增速存在較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，但兩者之間的變化并不完全同步。13二、基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例–多維度路網(wǎng)運(yùn)行特征分析二、基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例–全路網(wǎng)數(shù)學(xué)模型路網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系模型交通總量預(yù)測(cè)模型交通分布預(yù)測(cè)模型路段交通預(yù)測(cè)模型完全由機(jī)器學(xué)習(xí)模型取代大數(shù)據(jù)方法標(biāo)定參數(shù)提升精度大數(shù)據(jù)方法標(biāo)定參數(shù)提升精度14二、基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例–路網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系模型路網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系模型建立高速公路出入口與國省道的拓?fù)潢P(guān)系高速公路路段信息國省道路段信息編號(hào)編號(hào)名稱名稱通車時(shí)間通車時(shí)間等級(jí)等級(jí)長度長度車道數(shù)車道數(shù)設(shè)計(jì)速度設(shè)計(jì)速度通行能力通行能力觀測(cè)流量觀測(cè)站信息路段編號(hào)路段名稱建站時(shí)間路段等級(jí)路段長度車道數(shù)設(shè)計(jì)速度通行能力觀測(cè)流量基于經(jīng)緯度的關(guān)聯(lián)匹配節(jié)點(diǎn)處理路段處理15二、基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例–交通總量預(yù)測(cè)模型路網(wǎng)結(jié)構(gòu)人均可支配收入公共財(cái)政收入固定資產(chǎn)投資公共財(cái)政收入社會(huì)經(jīng)濟(jì)路網(wǎng)密度路網(wǎng)總體結(jié)構(gòu)客運(yùn)量煤炭價(jià)格礦產(chǎn)量客貨周轉(zhuǎn)率汽車保有量路網(wǎng)擁堵程度路網(wǎng)擁堵程度降維30個(gè)主成分社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)交通運(yùn)輸指標(biāo)130個(gè)影響因子······其他16交通總量預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)模型比選和建立二、基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例–交通總量預(yù)測(cè)模型增長分類模型BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)決策樹貝葉斯方法SVM(支持向量機(jī))…增長預(yù)測(cè)模型RNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ARIMALASSO回歸MARS…模型準(zhǔn)確率BP93%決策樹85%SVM83%貝葉斯75%模型準(zhǔn)確率RNN85%-98%ARIMA79%-87%LASSO65%-83%MARS74%-81%x2x3x4x1H1H2H3H4y各類經(jīng)濟(jì)指標(biāo)人口及城鎮(zhèn)化指標(biāo)交通供給指標(biāo)新建公路判別變量F(x)F(x)F(x)F(x)F(x)F(x)201020112012201320142015交通量影響因子交通量17二、基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例–交通分布預(yù)測(cè)模型交通分布預(yù)測(cè)模型交通總量預(yù)測(cè)模型18二、基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例–路段交通預(yù)測(cè)模型路段交通預(yù)測(cè)模型影響因素時(shí)間油價(jià)收費(fèi)駕駛員路徑選擇模型路段分配模型行程速度客貨車上下行服務(wù)水平行程時(shí)間廣義費(fèi)用函數(shù)路阻函數(shù)機(jī)器學(xué)習(xí)標(biāo)定參數(shù)路網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)速192016年核查斷面交通量綜合采用浮動(dòng)車現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)、連續(xù)觀測(cè)站自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、主線收費(fèi)站流水?dāng)?shù)據(jù)等對(duì)預(yù)測(cè)模型精度核查，結(jié)果如下：調(diào)查方法核查斷面數(shù)量準(zhǔn)確度客車貨車浮動(dòng)車現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查G55新廣武-高蒲段83.26%81.61%連續(xù)站自動(dòng)監(jiān)測(cè)國家高速52個(gè)省級(jí)高速21個(gè)89.25%90.14%主線站收費(fèi)流水21個(gè)斷面84.40%89.46%二、基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例

–預(yù)測(cè)模型精度核查20實(shí)地調(diào)查路段2030年山西省公路交通量分布大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未來交通量時(shí)間維度：加入更長的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，發(fā)掘出長期的交通量增長模式。空間維度：加入其它省市的數(shù)據(jù)及路網(wǎng)，學(xué)習(xí)出全局的交通量變化規(guī)律。技術(shù)維度：隨著更多的數(shù)據(jù)加入，不斷增加模型的深度，構(gòu)建更實(shí)用的交通量預(yù)測(cè)模型。二、基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例–預(yù)測(cè)模型迭代與更新目標(biāo)迭代更新-持續(xù)改進(jìn)21二、基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例–全路網(wǎng)交通量預(yù)測(cè)系統(tǒng)2223二、基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例–全路網(wǎng)交通量預(yù)測(cè)系統(tǒng)目錄基于大數(shù)據(jù)的交通量預(yù)測(cè)案例國家工程實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介研發(fā)平臺(tái)應(yīng)用與展望2425目標(biāo)：①提升交通基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)智慧化經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)與管理。實(shí)現(xiàn)交通基礎(chǔ)設(shè)施的資產(chǎn)信息化管理、數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集。③提升國家對(duì)交通信息資源的控制力，強(qiáng)化交通信息資源的行業(yè)支撐能力；實(shí)現(xiàn)“規(guī)劃一張圖、布局一張網(wǎng)、運(yùn)行一張表、出行一張票”，提升交通信息資源的社會(huì)服務(wù)。③提升交通基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)感知智能化水平，提升交通基礎(chǔ)設(shè)施的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)能力，實(shí)現(xiàn)設(shè)施性能智能化檢測(cè)與衰變分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)施養(yǎng)護(hù)和交通資產(chǎn)大數(shù)據(jù)智慧化分析。構(gòu)建并完善設(shè)施養(yǎng)護(hù)技術(shù)創(chuàng)新體系。全國公路網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施信息庫公路交通運(yùn)行狀況三、未來展望–建立交通基礎(chǔ)設(shè)施大數(shù)據(jù)中心

26三、未