收稿日期:20180902;修回日期:20181106 基金项目:河北省社会科学基金项目(HB18GL072)
作者简介:李凌雁(1989),女,河北唐山人,讲师,博士(后),主要研究方向为旅游交通系统分析、交通行为理论(36562945@qq.com);赵欣
(1977),女(通信作者),河北秦皇岛人,教授,博士,主要研究方向为交通规划设计与管理;翁钢民(1963),男,湖北武汉人,教授,博导,博士,主要
研究方向为区域旅游交通分析与管理.
旅游高峰期交通流量的多时间尺度预测方法及应用
李凌雁,赵 欣
,翁钢民
(燕山大学 经济管理学院,河北 秦皇岛 066004)
摘 要:对旅游交通需求进行准确的短时预测难度很大,其时空分布规律更加难以估计。为了解决该问题,提
高预测精度,首先分析了旅游交通流量的多时间尺度可预测性,进而运用多时间尺度预测方法对旅游交通流量
进行了预测。结果表明,模型预测性能良好、精度较高,从分类和分层的角度构建旅游交通多时间尺度预测模
型、分析旅游交通流量分布和旅游交通流量动态分配,能够为旅游高峰期的道路交通运行态势快速评估和制定
应急交通组织管理方案提供精确参考。
关键词:旅游高峰期;交通流量预测;可预测性;多时间尺度
中图分类号:U495;TP391 文献标志码:A 文章编号:10013695(2020)03018072105
doi:10.19734/j.issn.10013695.2018.09.0633
Multitimescalepredictionmethodandapplicationontourismfastigiumtrafficflow
LiLingyan,ZhaoXin
,WengGangmin
(SchoolofEconomics&Management,YanshanUniversity,QinhuangdaoHebei066004,China)
Abstract:Itisverydifficulttopredicttheshorttimetraveltrafficdemandanditstemporalandspatialdistribution.Inorder
tosolvethisproblemandimprovethepredictionaccuracy
,thispaperanalyzedthepredictabilityofmultitimescaleoftourism
trafficflow,andthenusedthemultitimescaleforecastingmethodtopredicttourismtrafficflow.Theresultsshowthatthe
modelhasgoodpredictionperformanceandhighaccuracy.Fromtheperspectiveofclassificationandstratification,itconstruc
tedthemultitimescalepredictionmodeloftourismtraffic,andanalyzedthedistributionoftourismtrafficflowanddynamic
distributionoftourismtrafficflow,whichprovideprecisionreferencefortherapidassessmentofroadtrafficoperationsituation
inthepeaktravelseasonandtheformulationofemergencytrafficorganizationandmanagement.
Keywords:tourismfastigium;trafficflowforecasting;predictability;multitimescale
旅游交通系统是一个复杂系统,在旅游城市现有旅游交通
硬件设施的基础上,如何通过应用技术的升级保证旅客顺利、
舒适、高效地完成旅游活动,是当前旅游交通科学领域持续研
究的热点问题
[1,2]
。目前,我国城市交通问题日益严重,交通
拥堵、事故频发、尾气污染等问题一定程度上制约了城市旅游
的可持续发展
[3]
。在旅游交通环境下,城市交通的常态化问
题被进一步放大,严重影响了游客的正常旅游需求,旅游效率
低下,严重时会引发影响社会安定的群体事件
[4]
。因此准确
掌握和预测旅游交通流量对于提前做好交通组织与管理、保证
交通顺畅、提高旅游交通服务质量、保证旅游者的时间效益最
大化具有重要意义。旅游交通管理中多模式最优路径优化、动
态路阻计算、道路交通状态判别等各项功能的实现,都需要实
时、准确的短时交通预测数据作为支持。当前,针对交通流量
短时预测的模型和方法较多
[5]
,国内外均有较为丰富的研
究
[6,7]
,常见模型有线性模型、非线性模型、混合模型等,主要
运用到的方法包括移动平均法、指数平滑法、模糊控制法、基于
搜索引擎的方法、灰色理论、卷积神经网络、粒子群预测法、支
持向量机等
[8~11]
。而其中关于时间序列数据的预测模型相对
较为成熟,在短时预测方面具有较好的优势。众多学者在基础
的时间序列模型上进行了改进,例如唐毅等人
[12]
利用时间序
列模型对高速公路的短时交通流量进行了预测,重点针对参数
的动态调整改进了预测模型。姚智胜等人
[13]
则重点分析了多
点时间序列的预测方法。田瑞杰等人
[14]
则将时间序列数据模
型与
BP神经网络方法进行了结合。整体来看,虽然当前模型
及方法均在基本模型上进行了改进,但多为仅支持单一时间尺
度的预测,对不同时间尺度下交通信息的特征、差异性、可预测
性等考虑不足,导致所构建模型存在较大的误差和不稳定性。
为了解决这些问题,本文将重点研究有检测器路段交通流量的
多时间尺度预测技术,以提高旅游交通流量预测的准确性。
1 旅游交通流的多时间尺度可预测性分析
在当前的大数据时代,信息预测的方法多种多样,其核心
均为利用数学方法对样本数据进行处理。要想达到好的预测
效果,除选取的预测方法要符合样本数据序列的特性、且样本
数据充足之外,还要求样本数据序列本身具备良好的可预测
性,即具备一定的统计规律,而非完全随机的数据序列。因此,
对动态交通流信息进行多时间尺度预测的前提是确定实时动
态交通流参数本身具备可预测性。
11 旅游交通流特性分析
1)旅游交通流的复杂性 与高速公路相比,城市道路交
通流、特别是旅游城市景区交通流具备显著的差异性。主要体
现在:高速公路是全封闭、全立交控制出入的,出入口均为匝道
控制且相对较少,行车速度稳定可控,而城市道路是由点和线
组成的网状结构,单条路段上有多个出入口,具备快速路、主干
道、次干道、支路等多种道路类型,且互连互通,行车速度可控
性差;高速公路车辆行驶过程中较少更换车道,且方向唯一,而
第 37卷第 3期
2020年 3月
计 算 机 应 用 研 究
ApplicationResearchofComputers
Vol.37No.3
Mar.2020