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基于ARIMA与LSTM的铁路车站客流预测方法比较

余彦翘 李思杰 刘志钢

余彦翘, 李思杰, 刘志钢. 基于ARIMA与LSTM的铁路车站客流预测方法比较[J]. 上海工程技术大学学报, 2024, 38(3): 278-283. doi: 10.12299/jsues.23-0236
引用本文: 余彦翘, 李思杰, 刘志钢. 基于ARIMA与LSTM的铁路车站客流预测方法比较[J]. 上海工程技术大学学报, 2024, 38(3): 278-283. doi: 10.12299/jsues.23-0236
YU Yanqiao, LI Sijie, LIU Zhigang. Comparison of railway passenger flow forecast methods based on ARIMA and LSTM[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2024, 38(3): 278-283. doi: 10.12299/jsues.23-0236
Citation: YU Yanqiao, LI Sijie, LIU Zhigang. Comparison of railway passenger flow forecast methods based on ARIMA and LSTM[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2024, 38(3): 278-283. doi: 10.12299/jsues.23-0236

基于ARIMA与LSTM的铁路车站客流预测方法比较

doi: 10.12299/jsues.23-0236
详细信息
    作者简介:

    余彦翘(2000 − ),女,硕士生,研究方向为交通规划与管理。E-mail:1605971756@qq.com

    通讯作者:

    李思杰(1991 − ),女,副教授,博士,研究方向为轨道交通运营管理。E-mail:lisijie@sues.edu.cn

  • 中图分类号: U491.23

Comparison of railway passenger flow forecast methods based on ARIMA and LSTM

  • 摘要: 精准的客流预测是车站客运组织优化的基础,是提高运营安全和运输效率的有效途径。以江门东站全年进站客流数据为研究对象,分别构建ARIMA时间序列模型与LSTM神经网络模型,从预测精度、计算速度、误差指标评价、模型适应性等方面分析比较两种预测模型对客流预测结果的差异性。结果表明,LSTM模型预测精度和拟合精确度更优,ARIMA模型计算速度更快。研究结果对客流预测方法选择有借鉴意义。
  • 图  1  LSTM神经网络循环体结构图

    Figure  1.  LSTM neural network loop structure diagram

    图  2  江门东站全年进站原始客流图

    Figure  2.  Original passenger flow of Jiangmen East Station

    图  3  全年进站客流序列差分后时序图

    Figure  3.  Time sequence diagram of annual inbound passenger flow sequence after difference

    图  4  进站客流差分后的自相关系数图

    Figure  4.  Autocorrelation coefficient diagram of differential inbound passenger flow

    图  5  进站客流差分后的偏自相关系数图

    Figure  5.  Partial autocorrelation coefficient diagram of differential inbound passenger flow

    图  6  ARIMA模型12月份进站客流量预测结果对比图

    Figure  6.  Comparison of ARIMA model inbound passenger flow forecast results in December

    图  7  LSTM模型预测12月份客流量预测结果对比图

    Figure  7.  LSTM model forecast passenger flow forecast results in December comparison

    图  8  LSTM模型12月份进站客流量训练集预测结果对比图

    Figure  8.  Comparison of the forecast results of LSTM model inbound passenger flow training set in December

    图  9  ARIMA模型12月后半月预测结果对比图

    Figure  9.  Comparison of ARIMA model forecast results in the second half of December

    图  10  LSTM模型12月后半月预测结果对比图

    Figure  10.  Comparison of LSTM model forecast results in the second half of December

    表  1  两种模型误差指标计算结果

    Table  1.   Calculation results of error indexes of two models

    预测模型 测试集$ {R}^{2} $ 测试集MAE 测试集MBE
    ARIMA 0.26702 248.8255 31.5423
    LSTM 0.52803 181.6317 41.7378
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-11-24
  • 网络出版日期:  2024-11-14
  • 刊出日期:  2024-09-30

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