基于正交差分演化无迹卡尔曼滤波的短时交通流量预测算法

来源：计算机应用杂志2015年第11期北京时间：

作者：袁磊, 梁丁文, 蔡之华, 吴钊, 谷琼

单位：1. 湖北文理学院 数学与计算机科学学院, 湖北 襄阳 441053;2. 中国地质大学 计算机学院, 武汉 430074;3. 西南大学 逻辑与智能研究中心, 重庆 400715

摘要：针对复杂交通路段下的短时交通流量模型的参数估计问题,建立了基于宏观交通流量预测的状态空间模型,提出了基于正交自适应差分演化的无迹卡尔曼滤波(UKF)算法,解决交通流量预测动态模型的参数优化问题.对差分演化算法(DE)的初始化过程,使用基于正交设计和量化技术的交叉算子最大限度地提高种群的多样性,平衡差分演化算法的开采性和勘探性,更高效地搜索无迹卡尔曼滤波的模型参数.并针对UKF、DE的不同情况,分别采用不同的自适应策略提高调节算法性能.实验结果表明,相对于单独使用随机分布的方式初始化,或者根据经验设置模型参数的方法,使用正交设计方法的初始化策略、变异算子以及参数自适应控制策略的差分演化算法能够有效地节省计算资源,提升预测性能和精度,具有更高的鲁棒性.

关键词：交通流量,正交设计方法,无迹卡尔曼滤波,差分演化

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61172084,61272296);湖北省科技支撑计划软科学项目(2015BDH109,2015BHE029);中国博士后科学基金面上资助项目(2014M560700);襄阳市科技攻关项目.