唐先成（廈門市市政工程設(shè)計院有限公司，重慶 401122）

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

唐先成
（廈門市市政工程設(shè)計院有限公司，重慶 401122）

摘 要：近幾年來，基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域交通控制效果評價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)域交通控制效果評價中采用，本文就重點介紹了如何通過建立多目標(biāo)評價函數(shù)來實現(xiàn)基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域交通控制效果評價。

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

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

1 多目標(biāo)評價函數(shù)的建立

對于基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域交通控制效果評價來說，其最為核心的內(nèi)容就是建立多目標(biāo)評價函數(shù)，這也是其效果評價的基本手段和根本依據(jù)，具體來說，在該函數(shù)的建立過程中需要我們重點關(guān)注的要點有以下幾項：（1）首先，建立多目標(biāo)評價函數(shù)必須選定最為恰當(dāng)?shù)脑u價指標(biāo)，這也是多目標(biāo)評級函數(shù)建立的一個基礎(chǔ)要求，對于具體指標(biāo)的確定來說，必須依據(jù)區(qū)域交通控制的現(xiàn)狀，然后針對存在可比性和獨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價指標(biāo)，比如停車次數(shù)、延誤時間、排隊長度等，此外，交叉口總通過能力也是一個重要的評價指標(biāo)，當(dāng)然這些指標(biāo)應(yīng)該是針對整個交通系統(tǒng)進(jìn)行長時間的調(diào)查，然后取平均值，在這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和處理過程中，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，具體的評價指標(biāo)選定之后，就需要針對區(qū)域內(nèi)的交通具體運行狀況進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，這種調(diào)查并不是完全是現(xiàn)場直接進(jìn)行的，部分評價指標(biāo)無法直接觀察獲得，需要通過一定的運算過程，這些調(diào)查以及計算的一些數(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)行的計算過程和所需要運用的公式都比較繁瑣，需要觀測和計算的內(nèi)容都比較麻煩，并且這些具體的評價指標(biāo)選定之后還必須根據(jù)每一個指標(biāo)的重要性程度來設(shè)定具體的權(quán)重，進(jìn)而綜合這些指標(biāo)到一個共同的評價體系內(nèi)；（3）最后，多目標(biāo)評價函數(shù)的建立是最終的目的，函數(shù)建立的過程，其實就是綜合利用各種評價指標(biāo)來針對區(qū)域交通控制效果進(jìn)行評價的思考過程，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。針對各個評價指標(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，因為最大值和最小值是和區(qū)域交通運轉(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，相對于平均數(shù)而言，這些極端數(shù)據(jù)更具備研究價值，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)域控制效果評價

基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域交通控制效果評價具體的執(zhí)行過程其實是極為復(fù)雜的，需要注意的要點也比較多，按照其評價的具體流程來看，主要包括以下幾步：（1）首先，現(xiàn)場調(diào)查是必不可少的，也是做好區(qū)域交通控制效果評價的一個基礎(chǔ)，而我們進(jìn)行評價的主要對象也就是這些現(xiàn)場交通運行的具體狀況，具體來說，針對現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查的內(nèi)容必須完整全面，針對我們評價需要的所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面的記錄，比如區(qū)域內(nèi)的交通信號燈數(shù)量、每個交通信號燈車輛排隊長度、延誤的時間、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，對調(diào)查的數(shù)據(jù)進(jìn)行具體的編碼，編碼過程所采取的數(shù)據(jù)主要是一些閾值和權(quán)值，不會僅采用平均值，另外因為是基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的評價體系，所以其應(yīng)用的基本評價結(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)而計算出準(zhǔn)確的個體適應(yīng)度，其操作的主要用于手段就是Visual C+ +，具體的應(yīng)用過程如下圖所示，通過編碼不同流量進(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)行計算，進(jìn)而優(yōu)化以往的一些計算方式，獲得最佳的評價函數(shù)，減少評價的誤差；（4）再次，針對確定好的神經(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，一旦發(fā)現(xiàn)有不恰當(dāng)?shù)牡胤骄托枰匦禄氐降诙降挠嬎氵^程進(jìn)行重復(fù)的運算，直到確定無誤后得出最終的評價結(jié)果；（5）最后，一般評價完成后，還需要針對區(qū)域交通控制效果狀況進(jìn)行仿真模擬，這一步也是針對現(xiàn)有的區(qū)域交通狀況進(jìn)行優(yōu)化的過程，也是提高控制效果的重要環(huán)節(jié)，其仿真模擬過程主要是采用 VISSI M 412仿真軟件進(jìn)行，通過該軟件進(jìn)行模擬能夠在較大程度上提高相關(guān)管理人員對于交通實際狀況的了解，具體而言，如圖2所示即為實際路網(wǎng)繪制模擬用實際路網(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 實際路網(wǎng)繪制模擬路網(wǎng)和仿真模擬路網(wǎng)

結(jié)語

綜上所述，基于區(qū)域交通控制的重要性，加強(qiáng)必要的效果評價是極為關(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建立多目標(biāo)評價函數(shù)來進(jìn)行基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域交通控制效果評價，經(jīng)過相應(yīng)的仿真模擬試驗來切實改善整個區(qū)域交通控制的效果，其價值是較為明顯的，對于提高城市交通的運轉(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：U491

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A