基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域交通控制效果評(píng)價(jià)

唐先成（廈門市市政工程設(shè)計(jì)院有限公司，重慶 401122）

基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域交通控制效果評(píng)價(jià)

唐先成
（廈門市市政工程設(shè)計(jì)院有限公司，重慶 401122）

摘 要：近幾年來(lái)，基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域交通控制效果評(píng)價(jià)逐漸得到了廣泛采納，并且也取得了較為突出的效果，值得在今后的區(qū)域交通控制效果評(píng)價(jià)中采用，本文就重點(diǎn)介紹了如何通過(guò)建立多目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域交通控制效果評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：區(qū)域交通控制；遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；多目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)

當(dāng)今城市交通壓力越來(lái)越大，堵車現(xiàn)象越來(lái)越常見，雖然很大程度上是因?yàn)槌鞘腥丝诤蛙囕v的急劇增加導(dǎo)致的，但是交通控制不當(dāng)也是重要原因，尤其是區(qū)域交通信號(hào)燈控制的效果在很大程度上影響著城市交通的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，因此，加強(qiáng)城市區(qū)域交通控制效果的評(píng)價(jià)就顯得更為重要，通過(guò)良好的模擬與評(píng)價(jià)找出具體的不足和問題，以便進(jìn)行必要的改善。多年來(lái)，相關(guān)單位試圖建立一種多目標(biāo)的評(píng)價(jià)函數(shù)來(lái)進(jìn)行區(qū)域交通效果的評(píng)價(jià)，主要采用VC++進(jìn)行編程，然后應(yīng)用VISSIM軟件來(lái)進(jìn)行仿真試驗(yàn)，結(jié)果表明，能夠準(zhǔn)確的針對(duì)區(qū)域交通控制狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。因此，基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的評(píng)價(jià)模式值得在今后的區(qū)域交通控制效果評(píng)價(jià)中推廣應(yīng)用。

1 多目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)的建立

對(duì)于基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域交通控制效果評(píng)價(jià)來(lái)說(shuō)，其最為核心的內(nèi)容就是建立多目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)，這也是其效果評(píng)價(jià)的基本手段和根本依據(jù)，具體來(lái)說(shuō)，在該函數(shù)的建立過(guò)程中需要我們重點(diǎn)關(guān)注的要點(diǎn)有以下幾項(xiàng)：（1）首先，建立多目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)必須選定最為恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)指標(biāo)，這也是多目標(biāo)評(píng)級(jí)函數(shù)建立的一個(gè)基礎(chǔ)要求，對(duì)于具體指標(biāo)的確定來(lái)說(shuō)，必須依據(jù)區(qū)域交通控制的現(xiàn)狀，然后針對(duì)存在可比性和獨(dú)立性的一些控制效果內(nèi)容進(jìn)行篩選，最終確定出最佳的評(píng)價(jià)指標(biāo)，比如停車次數(shù)、延誤時(shí)間、排隊(duì)長(zhǎng)度等，此外，交叉口總通過(guò)能力也是一個(gè)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)，當(dāng)然這些指標(biāo)應(yīng)該是針對(duì)整個(gè)交通系統(tǒng)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)查，然后取平均值，在這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和處理過(guò)程中，擁擠狀態(tài)下車輛放行曲線是極為關(guān)鍵的一種處理手段，其具體的圖形繪制如圖1所示；（2）其次，具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)選定之后，就需要針對(duì)區(qū)域內(nèi)的交通具體運(yùn)行狀況進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，這種調(diào)查并不是完全是現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行的，部分評(píng)價(jià)指標(biāo)無(wú)法直接觀察獲得，需要通過(guò)一定的運(yùn)算過(guò)程，這些調(diào)查以及計(jì)算的一些數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確的估算道路的總通行能力，但是其確定的方式卻是較為繁瑣的，需要進(jìn)行的計(jì)算過(guò)程和所需要運(yùn)用的公式都比較繁瑣，需要觀測(cè)和計(jì)算的內(nèi)容都比較麻煩，并且這些具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)選定之后還必須根據(jù)每一個(gè)指標(biāo)的重要性程度來(lái)設(shè)定具體的權(quán)重，進(jìn)而綜合這些指標(biāo)到一個(gè)共同的評(píng)價(jià)體系內(nèi)；（3）最后，多目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)的建立是最終的目的，函數(shù)建立的過(guò)程，其實(shí)就是綜合利用各種評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)針對(duì)區(qū)域交通控制效果進(jìn)行評(píng)價(jià)的思考過(guò)程，以便使得出的結(jié)果讓我們能夠大致全面的把握區(qū)域交通控制的基本狀況，在過(guò)程中，我們一般采用的方法主要是功效系數(shù)法中的直線法。針對(duì)各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的使用并不僅僅局限于平均值，往往其最大值和最小值也是常用的一些數(shù)據(jù)，并且也極為重要，因?yàn)樽畲笾岛妥钚≈凳呛蛥^(qū)域交通運(yùn)轉(zhuǎn)中的暢通、阻塞等特殊狀況聯(lián)系最為密切的一些數(shù)值，因此，相對(duì)于平均數(shù)而言，這些極端數(shù)據(jù)更具備研究?jī)r(jià)值，也更能夠反映出區(qū)域交通控制的基本效果。

2 基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域控制效果評(píng)價(jià)

基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域交通控制效果評(píng)價(jià)具體的執(zhí)行過(guò)程其實(shí)是極為復(fù)雜的，需要注意的要點(diǎn)也比較多，按照其評(píng)價(jià)的具體流程來(lái)看，主要包括以下幾步：（1）首先，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查是必不可少的，也是做好區(qū)域交通控制效果評(píng)價(jià)的一個(gè)基礎(chǔ)，而我們進(jìn)行評(píng)價(jià)的主要對(duì)象也就是這些現(xiàn)場(chǎng)交通運(yùn)行的具體狀況，具體來(lái)說(shuō)，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查的內(nèi)容必須完整全面，針對(duì)我們?cè)u(píng)價(jià)需要的所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面的記錄，比如區(qū)域內(nèi)的交通信號(hào)燈數(shù)量、每個(gè)交通信號(hào)燈車輛排隊(duì)長(zhǎng)度、延誤的時(shí)間、每輛車停留的平均次數(shù)等都需要進(jìn)行嚴(yán)格詳細(xì)的調(diào)查記錄；（2）其次，對(duì)調(diào)查的數(shù)據(jù)進(jìn)行具體的編碼，編碼過(guò)程所采取的數(shù)據(jù)主要是一些閾值和權(quán)值，不會(huì)僅采用平均值，另外因?yàn)槭腔谶z傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的評(píng)價(jià)體系，所以其應(yīng)用的基本評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)函數(shù)一般包括三層，并且進(jìn)而計(jì)算出準(zhǔn)確的個(gè)體適應(yīng)度，其操作的主要用于手段就是Visual C+ +，具體的應(yīng)用過(guò)程如下圖所示，通過(guò)編碼不同流量進(jìn)行相關(guān)參數(shù)和閾值的輸出；（3）然后，針對(duì)我們事先選擇出的樣本數(shù)量采取專業(yè)的遺傳算法進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而優(yōu)化以往的一些計(jì)算方式，獲得最佳的評(píng)價(jià)函數(shù)，減少評(píng)價(jià)的誤差；（4）再次，針對(duì)確定好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行樣本數(shù)據(jù)的重復(fù)檢驗(yàn)，一旦發(fā)現(xiàn)有不恰當(dāng)?shù)牡胤骄托枰匦禄氐降诙降挠?jì)算過(guò)程進(jìn)行重復(fù)的運(yùn)算，直到確定無(wú)誤后得出最終的評(píng)價(jià)結(jié)果；（5）最后，一般評(píng)價(jià)完成后，還需要針對(duì)區(qū)域交通控制效果狀況進(jìn)行仿真模擬，這一步也是針對(duì)現(xiàn)有的區(qū)域交通狀況進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程，也是提高控制效果的重要環(huán)節(jié)，其仿真模擬過(guò)程主要是采用 VISSI M 412仿真軟件進(jìn)行，通過(guò)該軟件進(jìn)行模擬能夠在較大程度上提高相關(guān)管理人員對(duì)于交通實(shí)際狀況的了解，具體而言，如圖2所示即為實(shí)際路網(wǎng)繪制模擬用實(shí)際路網(wǎng)和仿真模擬路網(wǎng)。

圖1 擁擠狀態(tài)下車輛放行曲線

圖2 實(shí)際路網(wǎng)繪制模擬路網(wǎng)和仿真模擬路網(wǎng)

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，基于區(qū)域交通控制的重要性，加強(qiáng)必要的效果評(píng)價(jià)是極為關(guān)鍵的，也是進(jìn)一步提高區(qū)域交通控制水平的重要依據(jù)，本文主要介紹了通過(guò)建立多目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)來(lái)進(jìn)行基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域交通控制效果評(píng)價(jià)，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的仿真模擬試驗(yàn)來(lái)切實(shí)改善整個(gè)區(qū)域交通控制的效果，其價(jià)值是較為明顯的，對(duì)于提高城市交通的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，緩解當(dāng)前的交通壓力具有重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]孫增圻.智能控制理論與技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007：194-210.

中圖分類號(hào)：U491

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A