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融合类信息的函数型矩阵填充方法与应用

2023-12-12分类号:U495;TP18

【作者】高海燕   马文娟   薛娇
【部门】兰州财经大学统计与数据科学学院  甘肃省数字经济与社会计算科学重点实验室  
【摘要】对实时车辆流量、平均车道占用率等各种交通监控数据的完整获取,是建设智能交通系统、提高交通管理运行效率的重要基础。文章提出一种融合类信息的函数型矩阵填充方法(Functional Matrix Completion Method with Class Information,CFMC)。在函数型数据分析框架下,基于非负矩阵分解构造函数型矩阵填充模型,在此基础上通过聚类划分引入样本类信息,借助类内样本相关性插补缺失值,并采用自加权集成学习算法动态赋权计算得到最终插补值。在公共交通数据集PeMS上进行插补实验,结果表明:当缺失率为15%~70%时,CFMC方法相较于K近邻算法、MICE、PACE等10种插补方法,均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和平均绝对百分比误差(MAPE)分别降低了10.75%~81.69%、0.34%~84.48%和12.5%~81.08%,且耗时可控。所提CFMC方法插补精度高、鲁棒性好,能够保证插补的有效性和准确性。
【关键词】函数型数据分析  非负矩阵分解  矩阵填充  交通流量  缺失插补
【基金】国家社会科学基金资助项目(19XTJ002);; 甘肃省自然科学基金资助项目(23JRRA1186);; 甘肃省优秀研究生“创新之星”项目(2023CXZX-703);; 兰州财经大学科研项目(Lzufe2023C-005)
【所属期刊栏目】统计与决策
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