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大数据环境下移动对象自适应轨迹预测模型
  • ISSN号:1000-9825
  • 期刊名称:《软件学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP311[自动化与计算机技术—计算机软件与理论;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]西南交通大学信息科学与技术学院,四川成都610031, [2]西南交通大学生命科学与工程学院,四川成都610031, [3]浙江大学计算机科学与技术学院,浙江杭州310027, [4]科学计算与智能信息处理广西高校重点实验室(广西师范学院),广西南宁530023, [5]四川大学计算机学院,四川成都610065
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金(61100045,61165013);高等学校博士学科点专项科研基金(20110184120008);教育部人文社会科学研究规划基金(15YJAZH058);教育部人文社会科学研究青年基金(14YJCZH046);中央高校基本科研业务费专项基金(2682013BR023);四川省教育厅资助科研项目(14ZB0458);科学计算与智能信息处理广西高校重点实验室开放课题(GXSCIIP201407)
中文摘要:

已有的轨迹预测算法针对移动对象运动模式,使用数学模型进行交通流模拟,难以对路网中的移动对象进行准确的描述.为了解决这一问题,提出基于隐马尔可夫模型(hidden Markov model,简称HMM)的自适应轨迹预测模型SATP(self-adaptive trajectory prediction model based on HMM),对大数据环境下移动对象海量轨迹利用基于密度的聚类方法进行位置密度分区和高效分段处理,减少HMM的状态数量.根据输入轨迹自动选取参数组合,避免HMM模型中隐状态不连续、状态停留等问题.实验结果表明,SATP模型在实验中表现出较高的预测准确性,并维持较低的时间开销.针对速度随机改变的移动对象,其平均预测准确率为84.1%;相同情况下,平均高出朴素预测算法46.7%.

英文摘要:

The existing trajectory prediction algorithms focus on the mobility pattern of objects and simulate the traffic flow via mathematical models which are inaccurate at describing network-constraint objects. In order to cope with this problem, a self-adaptive parameter selection trajectory prediction model based on hidden Markov models (SATP) is proposed. The new model can efficiently cluster and partition location big data, and extract the hidden and observable states by using a density-based clustering approach in order to reduce the number of states in HMM. SATP can automatically select the parameters on the input trajectories and avoid the problems of discontinuous hidden states and state retention. Experimental results demonstrate that the SATP model has high prediction accuracy with less time overhead. The average prediction accuracy of SATP is 84.1% while the moving objects have a random changing speed, which is higher than the Naive algorithm with an average gap of 46.7%.

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期刊信息
  • 《软件学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院软件研究所 中国计算机学会
  • 主编:赵琛
  • 地址:北京8718信箱中国科学院软件研究所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jos@iscas.ac.cn
  • 电话:010-62562563
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-9825
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2560/TP
  • 邮发代号:82-367
  • 获奖情况:
  • 2001年入选中国期刊方阵“双百期刊”,2000年荣获中国科学院优秀科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54609