KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.17
no.1
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pp.216-238
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2023
In intelligent transportation systems, traffic management is an important task. The accurate forecasting of traffic characteristics like flow, congestion, and density is still active research because of the non-linear nature and uncertainty of the spatiotemporal data. Inclement weather, such as rain and snow, and other special events such as holidays, accidents, and road closures have a significant impact on driving and the average speed of vehicles on the road, which lowers traffic capacity and causes congestion in a widespread manner. This work designs a model for multivariate short-term traffic congestion prediction using SLSTM_AE-BiLSTM. The proposed design consists of a Bidirectional Long Short Term Memory(BiLSTM) network to predict traffic flow value and a Convolutional Neural network (CNN) model for detecting the congestion status. This model uses spatial static temporal dynamic data. The stacked Long Short Term Memory Autoencoder (SLSTM AE) is used to encode the weather features into a reduced and more informative feature space. BiLSTM model is used to capture the features from the past and present traffic data simultaneously and also to identify the long-term dependencies. It uses the traffic data and encoded weather data to perform the traffic flow prediction. The CNN model is used to predict the recurring congestion status based on the predicted traffic flow value at a particular urban traffic network. In this work, a publicly available Caltrans PEMS dataset with traffic parameters is used. The proposed model generates the congestion prediction with an accuracy rate of 92.74% which is slightly better when compared with other deep learning models for congestion prediction.
The role of Intelligent Transportation System (ITS) is to efficiently manipulate the traffic flow and reduce the cost in logistics by using the state of the art technologies which combine telecommunication, sensor, and control technology. Especially, the hardware part of ITS is rapidly adapting to the up-to-date techniques in GPS and telematics to provide essential raw data to the controllers. However, the software part of ITS needs more sophisticated techniques to take care of vast amount of on-line data to be analyzed by the controller for their decision makings. In this paper, the authors develop a traffic congestion prediction model based on several different parameters from the sensory data captured in the Vehicle Detection System (VDS). This model uses the neural network technology in analyzing the traffic flow and predicting the traffic congestion in the designated area. This model also validates the results by analyzing the errors between actual traffic data and prediction program.
The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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v.18
no.2
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pp.321-327
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2023
With the development of artificial intelligence, the prediction system has become one of the essential technologies in our lives. Despite the growth of these technologies, traffic congestion at intersections in the 21st century has continued to be a problem. This paper proposes a system that predicts intersection traffic jams using a Convolutional LSTM (Conv-LSTM) algorithm. The proposed system models data obtained by learning traffic information by time zone at the intersection where traffic congestion occurs. Traffic congestion is predicted with traffic volume data recorded over time. Based on the predicted result, the intersection traffic signal is controlled and maintained at a constant traffic volume. Road congestion data was defined using VDS sensors, and each intersection was configured with a Conv-LSTM algorithm-based network system to facilitate traffic.
Kim, Yeong-Cheol;Byeon, Jae-Yeong;Seo, Hyeon-Seung
The Transactions of the Korea Information Processing Society
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v.6
no.10
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pp.2779-2789
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1999
In this paper, we propose a new neural Buffered Leaky Bucket algorithm for preventing the degradation of network performance caused by congestion and dealing with the traffic congestion in ATM networks. We networks. We justify the validity of the suggested method through performance comparison in aspects of cell loss rate and mean transfer delay under a variety of traffic conditions requiring the different QoS(Quality of Service). also, the cell scheduling algorithms such as DWRR and DWEDF used for multiplexing the incoming traffics are induced to get the delay time of the traffics fairly. The network congestion information from cell scheduler is used to control the predicted traffic loss rate of Neural Leaky Bucket, and token generation rate is changed by the predicted values. The prediction of traffic loss rate by neural networks can effectively reduce the cell loss rate and the cell transfer delay of next incoming cells and be applied to other traffic control systems. Computer simulation results performed for traffic prediction show that QoSs of the various kinds of traffics are increased.
Kim, Jong Myeong;Kim, Ock Hyeon;Hong, Sung Bin;Lim, Dae-Eun
Journal of Industrial Technology
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v.39
no.1
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pp.27-31
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2019
Semiconductor logistics systems are facing difficulties in increasing production as production processes become more complicated due to the upgrading of fine processes. Therefore, the purpose of the research is to design predictive models that can predict traffic during the pre-planning stage, identify the risk zones that occur during the production process, and prevent them in advance. As a solution, we build FABs using automode simulation to collect data. Then, the traffic prediction model of the areas of interest is constructed using deep learning techniques (keras - multistory conceptron structure). The design of the predictive model gave an estimate of the traffic in the area of interest with an accuracy of about 87%. The expected effect can be used as an indicator for making decisions by proactively identifying congestion risk areas during the Fab Design or Factory Expansion Planning stage, as the maximum traffic per section is predicted.
Journal of information and communication convergence engineering
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v.11
no.1
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pp.30-44
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2013
Traffic congestion has become a serious problem with the recent exponential increase in the number of vehicles. In urban areas, almost all traffic congestion occurs at intersections. One of the ways to solve this problem is road expansion, but it is difficult to realize in urban areas because of the high cost and long construction period. In such cases, traffic signal control is a reasonable method for reducing traffic jams. In an actual situation, the traffic flow changes randomly and its randomness makes the control of traffic signals difficult. A prediction of traffic jams is, therefore, necessary and effective for reducing traffic jams. In addition, an autonomous distributed (stand-alone) point control of each traffic light individually is better than the wide and/or line control of traffic lights from the perspective of real-time control. This paper describes a stochastic optimum control of crossroads and multi-way traffic signals. First, a stochastic model of traffic flows and traffic jams is constructed by using a Bayesian network. Secondly, the probabilistic distributions of the traffic flows are estimated by using a cellular automaton, and then the probabilistic distributions of traffic jams are predicted. Thirdly, optimum traffic signals of crossroads and multi-way intersection are searched by using a modified particle swarm optimization algorithm to realize real-time traffic control. Finally, simulations are carried out to confirm the effectiveness of the real-time stochastic optimum control of traffic signals.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.14
no.9
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pp.3598-3614
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2020
With the increase of motor vehicles and tourism demand, some traffic problems gradually appear, such as traffic congestion, safety accidents and insufficient allocation of traffic resources. Facing these challenges, a model of Spatio-Temporal Dilated Convolutional Network (STDGCN) is proposed for assistance of extracting highly nonlinear and complex characteristics to accurately predict the future traffic flow. In particular, we model the traffic as undirected graphs, on which graph convolutions are built to extract spatial feature informations. Furthermore, a dilated convolution is deployed into graph convolution for capturing multi-scale contextual messages. The proposed STDGCN integrates the dilated convolution into the graph convolution, which realizes the extraction of the spatial and temporal characteristics of traffic flow data, as well as features of road occupancy. To observe the performance of the proposed model, we compare with it with four rivals. We also employ four indicators for evaluation. The experimental results show STDGCN's effectiveness. The prediction accuracy is improved by 17% in comparison with the traditional prediction methods on various real-world traffic datasets.
The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems
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v.16
no.6
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pp.67-78
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2017
Traffic congestion cost is increasing annually. Specifically congestion caused by the CDB traffic contains more than a half of the total congestion cost. Recent advancement in the field of Big Data, AI paved the way to industry revolution 4.0. And, these new technologies creates tremendous changes in the traffic information dissemination. Eventually, accurate and timely traffic information will give a positive impact on decreasing traffic congestion cost. This study, therefore, focused on developing both recurrent and non-recurrent congestion prediction models on urban roads by adopting Recurrent Neural Network(RNN), a tribe in machine learning. Two hidden layers with scaled conjugate gradient backpropagation algorithm were selected, and tested. Result of the analysis driven the authors to 25 meaningful links out of 33 total links that have appropriate mean square errors. Authors concluded that RNN model is a feasible model to predict congestion.
The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems
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v.18
no.4
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pp.44-57
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2019
Various studies have been conducted to solve traffic congestions in many metropolitan cities through accurate traffic flow prediction. Most studies are based on the assumption that past traffic patterns repeat in the future. Models based on such an assumption fall short in case irregular traffic patterns abruptly occur. Instead, the approaches such as predicting traffic pattern through big data analytics and artificial intelligence have emerged. Specifically, deep learning algorithms such as RNN have been prevalent for tackling the problems of predicting temporal traffic flow as a time series. However, these algorithms do not perform well in terms of long-term prediction. In this paper, we take into account various external factors that may affect the traffic flows. We model the correlation between the multi-dimensional context information with temporal traffic speed pattern using deep neural networks. Our model trained with the traffic data from TOPIS system by Seoul, Korea can predict traffic speed on a specific date with the accuracy reaching nearly 90%. We expect that the accuracy can be improved further by taking into account additional factors such as accidents and constructions for the prediction.
The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems
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v.20
no.1
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pp.86-99
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2021
One of the methods to alleviate traffic congestion is to increase the efficiency of the roads by providing traffic condition information on road user and distributing the traffic. For this, reliability must be guaranteed, and quantitative real-time traffic speed prediction is essential. In this study, and based on analysis of traffic speed related to traffic conditions, historical data correlated with traffic flow were used as input. We developed an LSTM model that predicts speed in response to normal traffic conditions, along with a CNN-LSTM model that predicts speed in response to incidents. Through these models, we try to predict traffic speeds during the hour in five-minute intervals. As a result, predictions had an average error rate of 7.43km/h for normal traffic flows, and an error rate of 7.66km/h for traffic incident flows when there was an incident.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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