摘要
准确并实时地预测交通速度是实现智能交通管控和建设智慧交通系统必不可少的一环,然而现有的预测方法无法准确地挖掘其潜在的时空相关性.为了进一步挖掘数据的时空特性以及提高预测精度,设计了基于门控循环神经网络(GRU),图卷积网络(GCN)和正则化Dropout(R-Drop)结合的GRU-GCN-RDrop组合模型.GCN用于学习复杂的拓扑结构来捕获空间依赖性,GRU用于学习交通数据的动态变化来捕获时间依赖性.GCN和GRU相结合后使用R-Drop方法提高模型泛化能力.以SZ-taxi数据集为例进行预测分析,GRU-GCN-RDrop模型预测了未来在15 分钟、30 分钟、45 分钟和60 分钟的交通速度,并得出对应的均方根误差、平均绝对误差、精度、判定系数和解释方差.对比GCN、GRU单个模型,GRU-GCN-RDrop模型有效解决了误差的迅速累积问题.对比大多数现有基准模型,GRU-GCN-RDrop模型对于交通速度序列的特征提取及解释能力较为优秀.对比T-GCN模型和ST-AGTCN模型,GRU-GCN-RDrop模型泛化能力更强.由此说明了GRU-GCN-RDrop模型预测的交通速度时间序列具有较高的精度和稳定性.
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