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論文題目： 基于神經(jīng)網(wǎng)絡算法的告訴公路交通狀態(tài)判別與預測方法研究
路網(wǎng)狀態(tài)評價方法方面，路網(wǎng)的交通狀態(tài)與路網(wǎng)的運行狀態(tài)實為一體，對路網(wǎng)進行狀態(tài)的評價是改善其運行質(zhì)量的前提和依據(jù)。另一方面，在我國對大城市的交通管理、道路交通服務水平、智能交通系統(tǒng)效果等方面的評價已有部分研究成果，但是專門針對高速公路路網(wǎng)狀態(tài)的評價尚不多見。而且目前僅存的一些路網(wǎng)狀態(tài)評價方法也都是針對單個路段所處的運行狀態(tài)進行評價，缺少從微觀路段到宏觀路網(wǎng)的分層次路網(wǎng)狀態(tài)評價方法。目前國內(nèi)外學者對于路網(wǎng)狀態(tài)評價主要集中在以下一些方面：
數(shù)理統(tǒng)計評價方法，數(shù)理統(tǒng)計是指研究如何有效地收集數(shù)據(jù)，如何對數(shù)據(jù)進行推理，以便對考察的問題進行推斷或者預測，從而對決策和行動提供依據(jù)和建議。目前數(shù)理統(tǒng)計方法已經(jīng)被廣泛的運用于道路交通狀態(tài)評價的理論研究和實際應用中。該方法主要包括回歸模型和概率模型。Ewing建立了速度的簡單線性回歸模型，模型的構建基于兩個解釋變量，高峰小時的交通量和交叉口信號密度，該模型的測定系數(shù)較低，有待于進一步增加解釋變量的數(shù)量來提高模型的預測精度。Margiotta等人采用NETSIM軟件仿真了信號密度和平均日交通流量對平均行程速度的影響，得到了交叉口密度對平均形成速度有較大影響的結(jié)論，并對高等級主干路和低等級的主干路分別建立了回歸模型。Turner利用宏觀交通流理論中的網(wǎng)絡模型，建立了高峰時段城市道路的交通擁堵評價模型，在收集了實測數(shù)據(jù)后，采用線性回歸的方法針對高速公路和主干道分別建立了速度預測替代模型。Cottrell開發(fā)的擁擠持續(xù)時間模型，用于估計路網(wǎng)中擁堵瓶頸的擁堵持續(xù)時間，模型研究了AADT/C和擁堵排隊時間的關系，并建立了二者的回歸函數(shù)關系式。高斯混合模型是一種直觀的概率密度模型，可以反映某段時間內(nèi)圖像運動的統(tǒng)計特征，F(xiàn)atih Porikli在手機交通流視頻錄像后，采用了離散余弦變換和高斯混合模型來預測交通狀態(tài)，根據(jù)極大似然函數(shù)準則來確定不同時段交通系統(tǒng)所處的狀態(tài)。Joonho Ko提出了改進的基于高斯混合模型的路網(wǎng)狀態(tài)統(tǒng)計模型，計算的基礎是速度的分布規(guī)律，通過比較速度的均值、方差和混合分布來判斷路網(wǎng)狀態(tài)的改變。
人工智能技術評價方法，人工智能技術作為控制論、信息論、系統(tǒng)論、計算機科學、心理學、數(shù)學等各種學科相互滲透的產(chǎn)物，主要研究如何利用機器模仿人腦從事推理規(guī)劃、設計、思考、學習等思維活動來解決復雜問題，其理論和應用領域涉及的范圍很廣。目前在路網(wǎng)狀態(tài)判別理論方面，利用人工智能技術已經(jīng)開展了大量的研究工作，主要包括：模糊邏輯、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳、博弈等算法。Dowling采用模糊理論提出了評價整個區(qū)域所有交通系統(tǒng)的服務水平的指標。Manouchehr Vaziri率先應用模糊集理論建立了高速公路的交通狀態(tài)評價模型，提出了道路交通擁堵綜合評價指標來全面反映擁堵程度。Jia同樣使用模糊邏輯的方法，構建了交通從自由流到擁堵狀態(tài)的連續(xù)變量，建立自適應模糊神經(jīng)推理系統(tǒng)。Ritchie開發(fā)了用于交通狀態(tài)自動判別的神經(jīng)網(wǎng)絡模型，該模型適用于集成的高速公路和信號交叉口路網(wǎng)，通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡能夠識別和劃分交通時空分布模式。蔣桂艷在分析交通擁堵特性和ANN信息處理函數(shù)的基礎上，開發(fā)了基于ANN的交通擁堵識別算法。趙風波研究了基于模糊聚類分析的交通狀態(tài)識別方法，提出了一種改進的模糊C-均值算法，采用啟發(fā)式方法有效的解決了聚類數(shù)目和模糊指數(shù)的選取問題。
通過分析可以發(fā)現(xiàn)很有必要結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，從單個橋隧路段狀態(tài)評價分析入手，通過對多個橋隧路段進行分層路網(wǎng)狀態(tài)評價進行研究，來評價整體路網(wǎng)的狀態(tài)，具有理論的創(chuàng)新意義和現(xiàn)實的應用價值。
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