時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘及其在鐵路客流預(yù)測(cè)中的應(yīng)用研究.pdf

1、目前時(shí)空信息系統(tǒng)及時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘理論越來越引起專家和學(xué)者的關(guān)注。這是因?yàn)殡S著信息技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)不滿足于單純的空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和展現(xiàn)，而是需要更先進(jìn)的手段幫助理解空間數(shù)據(jù)的變化，發(fā)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。實(shí)際上，很多空間現(xiàn)象是隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化的，很多應(yīng)用領(lǐng)域，例如交通管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、地震救援等，在問題求解過程中需要同時(shí)考慮時(shí)間和空間兩方面因素。因此時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘是一項(xiàng)很有意義的研究，具有非常廣泛的應(yīng)用前景，不過這方面的研究還不是很多?？土?/p>

2、預(yù)測(cè)一直是交通運(yùn)輸行業(yè)的重要的信息需求之一，由于鐵路交通信息系統(tǒng)是典型的具有時(shí)空特征的混雜系統(tǒng)，因此適合鐵路運(yùn)輸特點(diǎn)的時(shí)空預(yù)測(cè)技術(shù)能為客流預(yù)測(cè)提供更好的解決方案。 本文對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘理論及應(yīng)用進(jìn)行了研究。主要包括：構(gòu)建了時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘的體系結(jié)構(gòu)；研究了時(shí)空本體及基于時(shí)空本體的時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘方法；擴(kuò)展了空間自回歸預(yù)測(cè)算法，提出了用時(shí)空鄰接矩陣和時(shí)空鄰近度表達(dá)模型中的時(shí)空關(guān)系的方法；并針對(duì)鐵路客流預(yù)測(cè)問題提出了基于數(shù)據(jù)融合和方法融合的時(shí)

3、空綜合預(yù)測(cè)算法。主要的研究?jī)?nèi)容有： 1.提出了基于細(xì)胞自動(dòng)機(jī)理論的時(shí)空本體及其語(yǔ)義粒度方法。論文詳細(xì)分析了時(shí)間、空間和時(shí)空關(guān)系，從本體論角度，研究了時(shí)間和空間一體化表示和處理的方法，提出了基于細(xì)胞自動(dòng)機(jī)理論的時(shí)空本體及其語(yǔ)義粒度方法，以及基于時(shí)空本體和語(yǔ)義粒度的GIS綜合方法，并在鐵路客運(yùn)地理信息系統(tǒng)(GIS)中給以運(yùn)用。 2.提出了時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘體系架構(gòu)和通用時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘方法?？偨Y(jié)了時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘相關(guān)的理論、方法和技術(shù)，針

4、對(duì)目前時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘研究中存在的單純解決具體問題的應(yīng)用研究較多而基礎(chǔ)理論研究薄弱的狀況，提出時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘體系結(jié)構(gòu)和通用時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘方法。論文還研究了基于本體的時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘與面向領(lǐng)域應(yīng)用的時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘，并對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘在鐵路領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了分析。 3.提出了通用時(shí)空預(yù)測(cè)模型和基于本體的時(shí)空預(yù)測(cè)模型，對(duì)幾種空間自回歸方法進(jìn)行了時(shí)間擴(kuò)展，提出了通用時(shí)空回歸模型的形式化表達(dá)，并分析了幾種時(shí)空模型之間的關(guān)系。論文還研究了基于本體的時(shí)空預(yù)測(cè)模

5、型，提出了兩種表示時(shí)空自相關(guān)的度量方法：時(shí)空鄰接矩陣和時(shí)空鄰近度。針對(duì)鐵路客流中、長(zhǎng)期粗粒度預(yù)測(cè)對(duì)每種時(shí)空預(yù)測(cè)方法給出了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析。 4.提出了基于數(shù)據(jù)融合和方法融合的鐵路客流時(shí)空綜合預(yù)測(cè)方法，分析了當(dāng)前鐵路客流預(yù)測(cè)方法的特點(diǎn)和不足，針對(duì)細(xì)粒度短時(shí)客流預(yù)測(cè)，提出了基于數(shù)據(jù)融合和方法融合的時(shí)空綜合預(yù)測(cè)方法。在為鐵道部運(yùn)輸局假日辦公室開發(fā)的鐵路假日客運(yùn)地理信息系統(tǒng)中用該方法對(duì)春運(yùn)期間直通區(qū)段的旅客發(fā)送量進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表