广西师范大学学报(自然科学版) ›› 2017, Vol. 35 ›› Issue (1): 28-36.doi: 10.16088/j.issn.1001-6600.2017.01.005

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基于萤火虫算法优化BP神经网络的公交行程时间预测

彭新建,翁小雄   

  1. 华南理工大学土木与交通学院,广东广州510640
  • 出版日期:2017-01-20 发布日期:2018-07-17
  • 通讯作者: 翁小雄(1958—),女,浙江杭州人,华南理工大学教授,博士,博导。E-mail:ctxxweng@qq.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(51308227);广东省交通运输厅科技项目(科技-2015-02-076)

Bus Travel Time Prediction Based on BP Neural Network Optimized by Firefly Algorithm

PENG Xinjian, WENG Xiaoxiong   

  1. School of Civil Engineering and Transportation, South China University of Technology, Guangzhou Guangdong 510640, China
  • Online:2017-01-20 Published:2018-07-17

摘要: 通过对公交车辆行驶特性以及行驶环境的实际分析,本文确立了影响公交车辆行程时间的几个关键因素:天气状况、时间段(高峰/平峰)、交通流量以及路段长度。结合BP神经网络具有的非线性映射能力、自学习和自适应能力、泛化能力强和萤火虫算法的参数少、操作简单、稳定性好等优点,本文提出一种利用萤火虫算法对BP神经网络进行优化的算法,以减少神经网络的训练时间和提高其预测稳定性。然后利用GPS数据和实时采样数据对神经网络进行训练和建模,实现公交车辆行程时间的准确预测。将该优化算法与传统的BP神经网络算法和卡尔曼滤波算法用MATLAB分别仿真测试,对比结果显示,该算法对公交行程时间的预测具有更高的准确性且结果更加稳定。

关键词: 智能交通系统;公共交通;萤火虫算法;BP神经网络;卡尔曼滤波;行程时间预测

Abstract: By analyzing the driving characteristics of public transport vehicles and driving environment,the following key factors that affects bus travel time are determined: the weather,the time period (the peak / flat peak), traffic flow and the length of the road.Combined with nonlinear BP neural network’s advantages such as mapping ability, self-learning and adaptive ability and generalization ability and firefly algorithm’s advantages such as less parameters,simple operation and good stability,a BP neural network optimization method is put forward that is optimized by the firefly algorithm to reduce the training time of neural network and can improve the stability of prediction. Then, GPS datas and sampling datas are used to build a model to realize the accurate prediction of travel time of transit vehicles.MATLAB software is used for simulations.The optimized algorithm,the classical BP neural network algorithm and Kalman algorithm are compared in the simulations which show that the optimized prediction model has higher accuracy and is more stable for bus travel time prediction.

Key words: intelligent transportation system, public traffic, firefly algorithm, BP neural network, Kalman algorithm, travel time prediction

中图分类号: 

  • U491
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