神经网络在地铁客流预测中的应用分析

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1、神经网络在地铁客流预测中的应用分析郭娟刘雪峰谭万波贵州交通建设监理咨询有限公司贵州宏信创达工程检测咨询有限公司贵州交咨工程检测有限公司摘要：地铁是现代城市屮的一项重要交通工具，其在具有应用屮具有准时、低污染、运输量大等特点，因此得到了人们的青睐。地铁交通对缓解城市的交通压力来说有着重耍作用，由于地铁的应用越来越广泛，因此人们对其提出了更高的耍求，不仅要求其能够满足人们在山行的需求，同时还应当使其能够高效运行，使其在具体运行过程中效率最大化，由此可见要做好客流预测工作，对地铁的运行进行合理控制。关键词：神经网络;客流预测;客流数据;收稿日期：2017-8-1Received

2、：2017-8-1近几年，随着地铁应用越来越广泛，因此人们加强丫的地铁的研宂与分析。神经网络的理论的不断发展，使很多神经网络应用在客流预测研宄中，但是这些客流的针对研宄主要以公路客流为主，针对地铁客流的研宄则和对较少，而从地铁的实际运行情况来看，对地铁客流进行预测是对与提高地铁运行的合理性来说有着重要意义，因此加强针对该项内容的分析是必要的。1BP神经网络概述BP神经网络是一种多层前馈型神经网络。在BP网络中，信号向前传播，而误差则向反方向传播，一般来说在BP祌经网路中，具有一个或多个sigmoid隐层或线性输出层，可以实现对有限的不连续点逼近111。这种信号向正方向传播

3、，误差向方向传播方式，同时不同层权值的调制是循环的，直到网络输出的最终较少到设定的值，或达到设定的指定次数为止。随着一段时间的发展，BP神经网络在性能和理论方面都变得比较成熟。其在具体成用过程中的一项主要优点就是具有较强的柔性网络结构和线性映射能力。IM格中的各神经元个数以中间层数在具体设计过程中可以依据实际情况而定，并且受结构差异的影响，其性能也会有所不同m。需要注意的是，bp祌经m络除了具有以上优点之外，也存在一定的缺点，主要体现在以下几个方面：(1)学习速度相相对来说较慢，一个简单的问题，也需要多次学习才能收敛。(2)易陷入局部极小值。(3)缺少相应的理论对神经元个

4、数、网络层数的具体选择进行适当指导。(4)网络推广能力有限。针对上述存在的各种问题，现阶段已经找到了许多的有效的改进措施，其中研宄最多的就是，如何采取合理的措施加快网络收敛速度，同时采取有效的措施，避免陷入局部极小值问题。2Elman神经网络概述Elman反馈神经网络，其是对一种带有反馈的两层神经网络，在只体问题分析过程中，反馈连接有第一层输出端与输入端连接，这种反馈连接方式在具体应用过程屮，可以使Elman网络可以检测，并丑生产时变模式。该模式是以BT网络结构为基础，通过存储内部状态，从而使其具有映射动态特征，提高系统的适应时能力。通过对Elman祌经网络进行分析可知，

5、其具有多层结果，除了具有普通隐含层外，在结构中还有一个特别隐含层，将其称作状态层或上下文层m。在层在具体应用构成屮，接收到自普通层的反馈信号，上下文层N的神经元输出被向前传输到隐含层，这是在具体分析过程中需要注意的一项内容。Elman神经网络在结构上的这一特点，使其可以在有限时间内，以任意精度逐渐逼近函数U1。同时，因为结构木身存在反馈连接，因此，在对其进行训练后，一方面可以识别和形成空间模式，另一方面也能够识别和产生时间模式。3神经网络建模在地铁客流预测中应用3.1客流数据统计分析以某地铁的二号自动扶梯，以一周的客流统计为例进行分析。地铁的运行时间为早5:0(f晚23:

6、00，每天从早5:00开始统计，直到晚23:00结束，以lh为单位进行客流进行取样统计，为Y缩小工作量，每隔lh进行一次统计，将其作为客流样本。该地铁2号上行扶梯一周的上行扶梯客流量数据如表1所示。3.2神经网络建模在地铁占自动附体流量预测过程中对神经网进行应用，需要考虑的因素较多，其中对地铁扶梯客流量影响的主要因素体现在以下几个方而：(1)周末:将周末定义为1，非周某则定义为0。(2)法定假闩(中秋、端午、春节、国庆等)，在具体分析过程中，应当依据假日对客流造成的影响而定，中秋、国庆、端午可定义为0.8，春节可以定义为1，非节假日则可以定义为0。(3)季节:对春夏秋冬四

7、个季节，地铁客流总量的进行详细统计分析，最终依据统计结果，确定影响值。(4)天气状况H衣据天气的舒适程度、恶劣状况，确定影响值。(5)扶梯运行的运行防线:上行为1,下行为0。(6)—些突发性事件，例如演唱会，大型运动会等，有则为1，没有则为0。针对4月16、月22口数据，选择前一天的客流量数据和第二天对客流量会造成影响的因素，将其作为输入样本，第二天客流数据作为神经网络的输出，这样可以得到5组训练样木。将4月23日和4月24日的客流量作为分析的测试样木。在只体问题分析过程中，因为客流量数据单位和影响因素不通过，这也将会导致样本