Multivariante pronóstico de demanda para sistemas de alquiler de bicicletas basado en un modelo de componente no observado
Autores: Wirtgen, Christian; Kowald, Matthias; Luderschmidt, Johannes; Hünemohr, Holger
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Multivariante pronóstico de demanda para sistemas de alquiler de bicicletas basado en un modelo de componente no observado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Ciudades alemanas
Sistemas de bicicletas compartidas
Análisis predictivos
Predicción de la demanda
Modelo de componentes no observados
Pronósticos de series temporales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Muchas ciudades alemanas, municipios y asociaciones de transporte están expandiendo sus sistemas de bicicletas compartidas (BSS) para ofrecer a los ciudadanos un medio de transporte rentable y respetuoso con el medio ambiente, y una alternativa al transporte motorizado privado (PMT). Sin embargo, los operadores se enfrentan al desafío de generar análisis predictivos de alta calidad y pronósticos de series temporales. En particular, la predicción de la demanda es un componente clave para fomentar decisiones basadas en datos. Para abordar este problema, se ha desarrollado un Modelo de Componentes No Observadas (UCM) para predecir los alquileres mensuales de un BSS, donde se emplea como ejemplo el BSS basado en estaciones VRNnextbike, que incluye más de 2000 bicicletas, 297 estaciones y 21 municipios. El modelo descompone la serie temporal en componentes de tendencia, estacionales, cíclicos, autorregresivos e irregulares para modelado estadístico. Además, el modelo incluye factores exógenos como el clima, el comportamiento del usuario (por ejemplo, distancia recorrida), vacaciones escolares y covariables relevantes de COVID-19 como efectos independientes para calcular pronósticos basados en escenarios. Se puede demostrar que el UCM calcula pronósticos razonablemente precisos y supera a modelos clásicos de series temporales como ARIMA(X) o SARIMA(X). Se observaron mejoras en la calidad del modelo en términos de AIC/BIC (2.5% a 22%) y una reducción en las métricas de error del 15% al 45% dependiendo del modelo considerado.
Descripción
Muchas ciudades alemanas, municipios y asociaciones de transporte están expandiendo sus sistemas de bicicletas compartidas (BSS) para ofrecer a los ciudadanos un medio de transporte rentable y respetuoso con el medio ambiente, y una alternativa al transporte motorizado privado (PMT). Sin embargo, los operadores se enfrentan al desafío de generar análisis predictivos de alta calidad y pronósticos de series temporales. En particular, la predicción de la demanda es un componente clave para fomentar decisiones basadas en datos. Para abordar este problema, se ha desarrollado un Modelo de Componentes No Observadas (UCM) para predecir los alquileres mensuales de un BSS, donde se emplea como ejemplo el BSS basado en estaciones VRNnextbike, que incluye más de 2000 bicicletas, 297 estaciones y 21 municipios. El modelo descompone la serie temporal en componentes de tendencia, estacionales, cíclicos, autorregresivos e irregulares para modelado estadístico. Además, el modelo incluye factores exógenos como el clima, el comportamiento del usuario (por ejemplo, distancia recorrida), vacaciones escolares y covariables relevantes de COVID-19 como efectos independientes para calcular pronósticos basados en escenarios. Se puede demostrar que el UCM calcula pronósticos razonablemente precisos y supera a modelos clásicos de series temporales como ARIMA(X) o SARIMA(X). Se observaron mejoras en la calidad del modelo en términos de AIC/BIC (2.5% a 22%) y una reducción en las métricas de error del 15% al 45% dependiendo del modelo considerado.