An algorithm for city transport arrival time estimation using adaptive elementary predictions composition

Abstract

Институт систем обработки изображений РАН, 2 Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва(национальный исследовательский университет) Аннотация Работа посвящена решению задачи построения прогноза времени прибытия обществен-ных транспортных средств на остановки общественного транспорта. Предложен оригиналь-ный алгоритм прогнозирования, основанный на модели адаптивной композиции элементар-ных алгоритмов прогнозирования, каждый из которых характеризуется малым числом на-страиваемых параметров. Адаптивность подразумевает зависимость параметров конструи-руемой композиции от ряда управляющих параметров модели, к которым относятся сле-дующие актуальные (определённые на текущий момент) факторы: погодные условия, плот-ность транспортного потока, динамика движения, горизонт прогноза и др. Адаптивность достигается введением иерархического разбиения области значений управляющих парамет-ров, применяемого в дереве регрессии. Проведено исследование предложенного алгоритма на данных движения городского пассажирского транспорта в г. Самаре, показавшее пре-имущество предлагаемого решения по сравнению с существующими.Ключевые слова: общественное транспортное средство, прогнозирование времени прибытия, оценка времени прибытия, композиция алгоритмов, иерархическое разбиение, дерево регрессии. ВведениеРазвитие современных средств глобального пози-ционирования сделало возможным решение целого ряда задач анализа транспортных систем, моделиро-вания и прогнозирования [1]. Среди этого ряда задач одной из наиболее востребованных и понятных для конечного потребителя -участника дорожного дви-жения -является задача прогнозирования времени движения транспортных средств. В настоящей работе рассматривается одна из возможных постановок та-кой задачи, заключающаяся в прогнозировании вре-мени прибытия общественного транспортного сред-ства (ОТС) на остановки. Решение этой задачи необ-ходимо как для управления движением и внесения свовременных корректировок диспетчерскими служ-бами, так и для оповещения пассажиров о времени прибытия ОТС на остановочные пункты.Задаче прогнозирования времени прибытия ОТС и связанной с ней задаче оценки времени прохождения транспортными средствами (ТС) сегментов улично-дорожной сети (УДС) посвящено большое количест-во работ. Существующие методы можно условно разделить на две большие группы: -статистические методы [2], использующие архив-ные данные и данные в реальном времени, -методы моделирования [3], использующие модели транспортных потоков и модели распространения транспортных заторов. Методы моделирования являются не столь распро-странёнными, как статистические методы, т.к. требуют актуальной модели транспортных потоков [3]. Стати-стические методы основываются на использовании различных моделей, учитывающих как архивные дан-ные и данные в реальном времени о движении транс-портных средств непосредственно, так и косвенную информацию, влияющую на дорожную ситуацию в целом. Ниже представлен их краткий обзор.Модели на основе архивных данных строят прогноз скорости движения транспорт...

A public transport departure time prediction algorithm based on operation strategies and real-time monitoring data

“…The SVM-based models to predict bus arrival time was developed in [10][11][12]. • Hybrid methods [13,14] that combine two or more models to predict arrival time precisely.…”