加州第七大区高速交通流量数据集(PEMS07)以加州交通局第七片区(洛杉矶 + 文图拉县)高速公路路网为研究区域,基于 Caltrans PeMS 系统采集的交通流量、车速、占有率数据,统一筛选、清洗、标准化后形成大规模路网交通预测基准数据集。数据集包含 883 个环路检测器,时间范围为 2017 年 5 月 1 日至 2017 年 8 月 31 日,时间分辨率为 5 分钟,共 28224 个时间步长,完整覆盖 4 个月全天交通时序。原始采集包含流量、车速、车道占有率 3 项交通特征,实验主流采用单流量特征建模;原始缺失值经时序线性插值填充,成品数据集无缺失。按照 60%、20%、20% 的时序比例划分为训练集、验证集和测试集。基于道路路网距离采用阈值化高斯核构建传感器间加权邻接矩阵。该数据集是当前节点规模最大的公开交通时空基准数据集,广泛用于大规模路网时空图神经网络、长时序交通流量预测、路网异质性建模等模型性能验证。
| 采集地点 | 美国加利福尼亚州第七交通大区(洛杉矶县 + 文图拉县)高速公路路网 |
|---|---|
| 数据量 | 1.1 GiB |
| 数据格式 | NPZ 、CSV |
交通状态数据:源自加州交通局 Caltrans PeMS 官方监测系统(https://pems.dot.ca.gov/),由 Yu 等人(2018)在 STGCN 开源项目中从 District 7 原始海量检测器中筛选有效站点并完成全流程预处理后公开。数据集开源代码与下载资源地址:https://github.com/Davidham3/STSGCN
一、数据采集
从 Caltrans PeMS 业务运营系统获取 District 7 片区原始环路检测器数据。PeMS 系统以 30 秒高频实时采集加州全域高速公路车流量、平均车速、车道占有率三类交通参数,由加州交通局统一运维、存储原始监测数据。
二、数据筛选与预处理
Yu 等人(2018)筛选 District 7 片区内 883 台长期稳定运行、故障率极低的环路检测器,覆盖洛杉矶县、文图拉县全域主干高速路网;剔除长期离线、数据异常的失效传感器。原始 30 秒高频数据统一聚合为 5 分钟时间窗口均值时序;原始数据存在约 0.45% 缺失值,采用时序线性插值结合邻近车道空间信息完成填充,标准化发布版本无空缺值。完整保留流量、车速、占有率三类原始观测特征供研究者按需选用。
三、数据集划分
全部时序数据严格按照时间先后顺序切分,以 60%、20%、20% 比例划分为训练集、验证集、测试集,全程不打乱时序,贴合真实交通预测离线训练场景。
四、数据标准化
采用 Z-score 标准化方法,仅在训练集上计算特征均值与标准差,再统一映射至验证集、测试集,严格规避跨时序数据泄露问题。
五、传感器图构建
计算任意两台检测器间实际道路路网距离(非欧式直线距离),采用阈值化高斯核生成加权邻接矩阵:
W_ij = exp(-dist(v_i, v_j)² / σ²) 若 dist(v_i, v_j) ≤ κ,否则为0
其中σ为距离标准差,κ为阈值。生成 883×883 对称邻接距离矩阵与时序数据配套发布,用于建模路网空间交通传播依赖关系。
本数据集的底层监测数据源自Caltrans PeMS官方标准化交通监测平台,经二次严格筛选仅保留长期稳定、故障记录少的883台检测器,从源头上剔除了低质量采集站点以保障原始数据源的可靠性。针对原始少量的缺失值,通过时空联合插值完成了完整修复,使集成数据成品的缺失率降至0%,无需额外补全操作即可直接投入大规模路网模型训练。在数据标准化流程中,Z-score归一化参数严格仅由训练集计算得出,验证集与测试集仅进行同步变换,从而有效杜绝了测试阶段的未来信息泄露,确保了实验对比结果的公平性。同时,数据集完成了图结构完整性校验,配套的距离矩阵为与传感器节点数完全匹配的883×883标准方阵,节点空间关联关系完整且无重复或行列缺失。此外,该数据在时序连续性上具备强力保障,完整覆盖了长达4个月全天24小时的时序信息,全面囊括工作日、周末及节假日等全场景交通周期规律,能够充分且严谨地验证模型对周期性与突变车流的拟合与泛化能力。
| # | 编号 | 名称 | 类型 |
| 1 | 2022ZD0120000 | 博弈智能场景应用 |
本作品采用
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| # | 标题 | 文件大小 |
|---|---|---|
| 1 | PEMS07.csv | 14.7 KiB |
| 2 | PEMS07.dyna | 1.1 GiB |
| 3 | PEMS07.geo | 12.0 KiB |
| 4 | PEMS07.npz | 41.7 MiB |
| 5 | PEMS07.rel | 20.3 KiB |
| # | 类别 | 标题 | 作者 | 年份 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Zhou K, Zhang X, Chen B, et al. Multi-Level Embedded Spatial-Temporal Large Language Model for Traffic Prediction[J]. IEEE Internet of Things Journal, 2026. | Kan Zhou, Xinmin Zhang, Member, IEEE, Bojian Chen, Shu Sun, and Zhihuan Song | 2026 | |
| 2 | Multi-level embedded spatial-temporal foundation model for traffic prediction. Sci China Inf Sci,accept | Kan ZHOU, Bojian CHEN, Xinmin ZHANG, Zhihuan SONG,Yuanqiu MO & Wenwu YU | 2026 |
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