(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111525914.6 (22)申请日 2021.12.14 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100083 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 于海洋　陈咨霖　任毅龙　刘润坤　 方婧　 (74)专利代理 机构 北京佳信天和知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11939 代理人 张宏伟 (51)Int.Cl. G06F 17/12(2006.01) G06F 17/16(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/30(2012.01) (54)发明名称 一种考虑时空非平稳性的网约车出行需求 预测方法 (57)摘要 本专利属于智能交通技术领域， 公开了一种 考虑时空非平稳性的网约车出行需求预测方法， 包括： 步骤一、 交通小区划分， 步骤二、 网约车需 求和建成环境数据提取； 步骤三、 因子分析法提 取公共因子； 步骤四： 时空地理加权回归模型计 算。 本方法可以从原有建成环 境因素中提取数量 更少的主因子， 再基于时空地理加权回归对网约 车出行需求进行预测， 既考虑了网约车需求的时 空非平稳性， 又尽可能多地保留了原始 变量的信 息， 同时使主因子之间不相关， 从而避免原有自 变量之间共线性的影响， 提升模型计算效率， 为 城市交通管理者和网约车公司提前制定更具针 对性的策略提供参 考依据。 权利要求书3页 说明书8页 附图1页 CN 114254250 A 2022.03.29 CN 114254250 A 1.一种考虑时空非平稳性的网约车 出行需求预测方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤一、 交通小区划分， 将目标区域划分为若干个交通小区； 步骤二、 网约车需求和建成环境数据提取； 提取历史网约车数据中的订单编号、 出发时 间、 经纬度等信息； 然后利用网约车数据计算不同时段每个交通小区的网约车需求； 基于城 市兴趣点数据计算建成环境数据； 步骤三、 因子分析法提取公共因子 利用因子分析法提取交通小区内原有建成环境变量的公共因子； 假设有N个交通小区， 每个交通小区有M个建成环境变量。 S3.1数据标准 化， 将原有各个建成环境变量的数据转 化为无量纲数据， S3.2计算相关系数矩阵并检验 计算数据 标准化后的各个变量之间的相关系数， 用于检验变量间的相关性。 第 i个变量 和第p个变量之间的相关系数rip计算公式为 式中， zij为第 j个交通小区 的第i个变量标准化之后的值， 为第i个变量标准化之后的平均值； 计算每个 变量之间的相关系数后， 可以得到全部变量的相关系数矩阵 其中M 为变量个数； 然后检验 对变量间的相关性进行检验； S3.3计算相关系数矩阵的特 征值以及公共因子的贡献率 通过相关系数矩阵的特征方程|λI ‑R|＝0式中， λ为特征值， I为单位矩阵， 得到矩阵的 特征值λ1, λ2,…, λM以及M个特征向量Y1,Y2,…,YM； Y即为变量中的公共因子； 第q个公共因子 Yq对原始数据的贡献率 式中， dq为第q个公共因子对原 始数据的贡献率， λq为第q 个公共因子的特征值； 在计算得到所有公共因子的贡献率后， 选择贡献率前m个公共因子作 为主因子； 步骤四、 时空地理加权回归 模型计算 将数据的空间位置、 时间信息和主因子数据输入时空地理加权回归模型， 对网约车出 行需求进行 预测。 2.根据权利要求1所述的一种考虑时空非平稳性的网约车出行需求预测方法， 其特征 在于， 所述 步骤三还 包括： S3.4子载荷矩阵计算 将公共因子用M个标准 化后的变量Z1,Z2,…,ZM表示为关系式：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114254250 A 2式中， aMq为第q个公共因子在第M个变量时对应的向量分量， Y1,Y2,…,YM根据贡献率由 大到小排列， Y1贡献率最大， YM贡献率最小。 将关系式可转换为： 根据步骤S3.3中选取的m个主因子结果， 将每个关系式的前m个公共因子保留， 而其余 公共因子则用特殊因子e代替,得到关系式： 式中， eM为第M个变量的特殊因子 。 将关系式 中的系数列为矩阵， 得到主因子的M *m的载荷矩阵 3.根据权利要求1所述的一种考虑时空非平稳性的网约车出行需求预测方法， 其特征 在于， 时空地理加权回归 模型的公式如下： 式中， Fj为第j个样本点的网约车需求量， uj为第j个样本点的经度 坐标， vj为第j个样本 点的纬度坐 标， tj为第j个样本点的时间坐 标， β0(uj,vj,tj)为第j个样本 点的截距， βk(uj,vj, tj)为第k个主因子在第j个样本点的回归系数， Ajk为第j个样本点的第k个主因子， εj为第j 个样本点的残差项。 模型中回归参数 的计算公式如下：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114254250 A 3