基于遺傳神經網絡的區域交通控制效果評價

唐先成（廈門市市政工程設計院有限公司，重慶 401122）

基于遺傳神經網絡的區域交通控制效果評價

唐先成
（廈門市市政工程設計院有限公司，重慶 401122）

摘 要：近幾年來，基于遺傳神經網絡的區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評價函數來實現基于遺傳神經網絡的區域交通控制效果評價。

關鍵詞：區域交通控制；遺傳神經網絡；多目標評價函數

當今城市交通壓力越來越大，堵車現象越來越常見，雖然很大程度上是因為城市人口和車輛的急劇增加導致的，但是交通控制不當也是重要原因，尤其是區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狀況，因此，加強城市區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，以便進行必要的改善。多年來，相關單位試圖建立一種多目標的評價函數來進行區域交通效果的評價，主要采用VC++進行編程，然后應用VISSIM軟件來進行仿真試驗，結果表明，能夠準確的針對區域交通控制狀況進行評價。因此，基于遺傳神經網絡的評價模式值得在今后的區域交通控制效果評價中推廣應用。

1 多目標評價函數的建立

對于基于遺傳神經網絡的區域交通控制效果評價來說，其最為核心的內容就是建立多目標評價函數，這也是其效果評價的基本手段和根本依據，具體來說，在該函數的建立過程中需要我們重點關注的要點有以下幾項：（1）首先，建立多目標評價函數必須選定最為恰當的評價指標，這也是多目標評級函數建立的一個基礎要求，對于具體指標的確定來說，必須依據區域交通控制的現狀，然后針對存在可比性和獨立性的一些控制效果內容進行篩選，最終確定出最佳的評價指標，比如停車次數、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，當然這些指標應該是針對整個交通系統進行長時間的調查，然后取平均值，在這些數據的統計和處理過程中，擁擠狀態下車輛放行曲線是極為關鍵的一種處理手段，其具體的圖形繪制如圖1所示；（2）其次，具體的評價指標選定之后，就需要針對區域內的交通具體運行狀況進行詳細的調查，這種調查并不是完全是現場直接進行的，部分評價指標無法直接觀察獲得，需要通過一定的運算過程，這些調查以及計算的一些數據能夠準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容都比較麻煩，并且這些具體的評價指標選定之后還必須根據每一個指標的重要性程度來設定具體的權重，進而綜合這些指標到一個共同的評價體系內；（3）最后，多目標評價函數的建立是最終的目的，函數建立的過程，其實就是綜合利用各種評價指標來針對區域交通控制效果進行評價的思考過程，以便使得出的結果讓我們能夠大致全面的把握區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法中的直線法。針對各個評價指標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據，并且也極為重要，因為最大值和最小值是和區域交通運轉中的暢通、阻塞等特殊狀況聯系最為密切的一些數值，因此，相對于平均數而言，這些極端數據更具備研究價值，也更能夠反映出區域交通控制的基本效果。

2 基于遺傳神經網絡的區域控制效果評價

基于遺傳神經網絡的區域交通控制效果評價具體的執行過程其實是極為復雜的，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，現場調查是必不可少的，也是做好區域交通控制效果評價的一個基礎，而我們進行評價的主要對象也就是這些現場交通運行的具體狀況，具體來說，針對現場進行調查的內容必須完整全面，針對我們評價需要的所有數據信息進行全面的記錄，比如區域內的交通信號燈數量、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等都需要進行嚴格詳細的調查記錄；（2）其次，對調查的數據進行具體的編碼，編碼過程所采取的數據主要是一些閾值和權值，不會僅采用平均值，另外因為是基于遺傳神經網絡的評價體系，所以其應用的基本評價結構為BP神經網絡，具體的系統結構函數一般包括三層，并且進而計算出準確的個體適應度，其操作的主要用于手段就是Visual C+ +，具體的應用過程如下圖所示，通過編碼不同流量進行相關參數和閾值的輸出；（3）然后，針對我們事先選擇出的樣本數量采取專業的遺傳算法進行計算，進而優化以往的一些計算方式，獲得最佳的評價函數，減少評價的誤差；（4）再次，針對確定好的神經網絡結構系統進行樣本數據的重復檢驗，一旦發現有不恰當的地方就需要重新回到第二步的計算過程進行重復的運算，直到確定無誤后得出最終的評價結果；（5）最后，一般評價完成后，還需要針對區域交通控制效果狀況進行仿真模擬，這一步也是針對現有的區域交通狀況進行優化的過程，也是提高控制效果的重要環節，其仿真模擬過程主要是采用 VISSI M 412仿真軟件進行，通過該軟件進行模擬能夠在較大程度上提高相關管理人員對于交通實際狀況的了解，具體而言，如圖2所示即為實際路網繪制模擬用實際路網和仿真模擬路網。

圖1 擁擠狀態下車輛放行曲線

圖2 實際路網繪制模擬路網和仿真模擬路網

結語

綜上所述，基于區域交通控制的重要性，加強必要的效果評價是極為關鍵的，也是進一步提高區域交通控制水平的重要依據，本文主要介紹了通過建立多目標評價函數來進行基于遺傳神經網絡的區域交通控制效果評價，經過相應的仿真模擬試驗來切實改善整個區域交通控制的效果，其價值是較為明顯的，對于提高城市交通的運轉效率，緩解當前的交通壓力具有重要的作用。

參考文獻

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

中圖分類號：U491

文獻標識碼：A