Providing transport users and operators with accurate forecasts on travel times is challenging due to a highly stochastic traffic environment. Public transport users are particularly sensitive to unexpected waiting times, which negatively affect their perception on the system's reliability. In this paper we develop a robust model for real-time bus travel time prediction that depart from Gaussian assumptions by using Student-$t$ errors. The proposed approach uses spatiotemporal characteristics from the route and previous bus trips to model short-term effects, and date/time variables and Gaussian processes for long-run forecasts. The model allows for flexible modeling of mean, variance and kurtosis spaces. We propose algorithms for Bayesian inference and for computing probabilistic forecast distributions. Experiments are performed using data from high-frequency buses in Stockholm, Sweden. Results show that Student-$t$ models outperform Gaussian ones in terms of log-posterior predictive power to forecast bus delays at specific stops, which reveals the importance of accounting for predictive uncertainty in model selection. Estimated Student-$t$ regressions capture typical temporal variability between within-day hours and different weekdays. Strong spatiotemporal effects are detected for incoming buses from immediately previous stops, which is in line with many recently developed models. We finally show how Bayesian inference naturally allows for predictive uncertainty quantification, e.g. by returning the predictive probability that the delay of an incoming bus exceeds a given threshold.


翻译:由于交通环境高度混乱,向运输用户和运营商提供旅行时间的准确预测具有挑战性。公共交通用户对意外的等待时间特别敏感,这对其对系统可靠性的认知产生了负面影响。在本文件中,我们开发了一个与Gausian假设不同的实时公交旅行时间预测的强型模型,使用学生-美元错误,与Gausian假设不同。拟议方法使用路线和以往客车旅行的超时时性特征来模拟短期影响,并使用日期/时间变量和Gaussian流程来模拟长期预测。该模型允许对平均值、差异和库斯敏化空间进行灵活的建模模型模型。我们为Bayesaysian推断和计算预测概率分布提出了算法。实验使用瑞典斯德哥尔摩高频公交车的数据进行。结果显示,学生-美元模式在逻辑预测能力上优于预测特定站的公交车延误,这显示了在模型选择中对预测不确定性的重要性。估计学生-美元回归模型在日常时间和不同星期内典型的时间变异性模型中反映典型的典型时间变数。我们最后能够发现,从最近几小时和一周内进行回的预测。

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