近年来,随着大数据的引入和人工智能的发展,交通领域在大数据和人工智能的影响下不断发展,追求更快、更准确、更智能化的研究越来越迫切。驾驶行为及意图的识别、交通流的预测、交通规划等交通领域的更新内容都需要大数据和人工智能的支撑。本书介绍了大数据的框架和基本内容、特点及原理等,从数据的获取到深度学习,讲解的内容由浅入深,并通过Python编程实现数据获取和算法原理说明,使读者容易理解和掌握。
本书的具体研究内容如下。
① 大数据概述:大数据的基本理论知识,大数据的特征、分类、框架结构等。
② Python基础知识:各种模块的讲解,并配以案例实现。
③ 机器学习模式识别:机器学习的类型,机器学习的基础数学知识,树和随机森林算法,KNN 算法,贝叶斯理论,支持向量机等模型和原理,以及具体的Python代码实现。
④ 深度学习基础及应用:深度学习的微积分基础、线性代数基础、案例详解、深度学习框架以及硬件基础、深度学习的驾驶意图应用等。
⑤ 深度学习的交通流预测研究:交通流理论基础、交通流统计分布特性的基本理论知识、交通流数据预处理等。
●大数据技术基础理论知识:大数据的特征、分类、框架结构等。
●Python编程基础知识:各种模块的讲解,并配以实操案例。
●机器学习模式识别:机器学习的类型、机器学习的基础数学知识、树和随机森林算法、KNN算法、贝叶斯理论、支持向量机等模型和原理以及具体的Python代码实现。
●深度学习基础知识及应用:深度学习的微积分基础、线性代数基础、案例详解、深度学习框架以及硬件基础、深度学习的驾驶意图应用等。
●深度学习的交通流预测研究:交通流理论基础、交通流统计分布特性的基本理论知识、交通流数据预处理、深度学习的交通流预测等。
近年来,随着大数据的引入和人工智能的发展,交通领域在大数据和人工智能的影响下不断发展,追求更快、更准确、更智能化的研究越来越迫切。驾驶行为及意图的识别、交通流的预测、交通规划等交通领域的更新内容都需要大数据和人工智能的支撑。本书介绍了大数据的框架和基本内容、特点及原理等,从数据的获取到深度学习,讲解的内容由浅入深,并通过Python编程实现数据获取和算法原理说明,使读者容易理解和掌握。
本书的具体研究内容如下。
① 大数据概述:大数据的基本理论知识,大数据的特征、分类、框架结构等。
② Python基础知识:各种模块的讲解,并配以案例实现。
③ 机器学习模式识别:机器学习的类型,机器学习的基础数学知识,树和随机森林算法,KNN 算法,贝叶斯理论,支持向量机等模型和原理,以及具体的Python代码实现。
④ 深度学习基础及应用:深度学习的微积分基础、线性代数基础、案例详解、深度学习框架以及硬件基础、深度学习的驾驶意图应用等。
⑤ 深度学习的交通流预测研究:交通流理论基础、交通流统计分布特性的基本理论知识、交通流数据预处理等。
本书的出版得到了山东省自然科学基金面上项目(ZR2019MEE072)、教育部高等教育司“人因与工效学”产学合作协同育人项目(202101042014)、教育部人文社会科学研究规划基金(18YJAZH067)、山东省自然科学基金面上项目(ZR2020MG021)、山东省泰山学者专项(ts201712054)、国家自然科学基金面上项目(5217052865)、工业流体节能与污染控制教育部重点实验室项目(背景噪声下小波包处理技术的深度学习声纹识别研究)等资助。在此一并表示感谢。
最后,还要衷心感谢本书引用的参考资料的所有作者。由于笔者水平有限,书中难免有疏漏和不足之处,恳请读者批评指正。
著者
第1 章 绪论001
1.1 大数据概述002
1.2 Python 概述003
1.3 交通运输大数据概述004
第2 章 Python 基础知识007
2.1 变量和简单数据类型008
2.2 Python 语法基础010
2.3 数据可视化020
2.4 数据的统计学特征025
2.5 代数和符号运算问题028
2.6 基本数学运算030
2.7 不同类型的数字031
2.8 Pandas 和NumPy 模块032
第3 章 大数据基础043
3.1 大数据044
3.2 Hadoop 大数据平台046
3.3 大数据与人工智能050
3.4 探索性数据分析051
3.5 相关分析和回归分析054
3.6 降维数据分析056
第4 章 机器学习模式识别065
4.1 人工智能、机器学习和深度学习关系066
4.2 机器学习基础068
4.3 机器学习中的参数及拟合问题071
4.4 矩阵基本知识072
4.5 树和随机森林算法076
4.6 KNN 算法078
4.7 贝叶斯理论078
4.8 支持向量机080
4.9 神经网络085
第5 章 深度学习基础及应用101
5.1 深度学习中的微积分基础102
5.2 深度学习的线性代数基础106
5.3 基于Python 的神经网络案例算法详解107
5.4 深度学习框架113
5.5 深度学习的硬件基础117
5.6 卷积神经网络算法详解118
5.7 循环神经网络和长短期记忆网络125
5.8 基于LSTM 的驾驶意图识别130
第6 章 深度学习的交通流预测研究139
6.1 交通流理论基础140
6.2 交通流的统计分布特性142
6.3 交通流数据预处理144
6.4 交通信息获取技术146
6.5 宏观交通流模型及微观交通流模型147
6.6 基于深度学习的交通流预测149
参考文献155