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1、小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法及其在交通流宏觀動(dòng)態(tài)特性中的應(yīng)用重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：劉聰聰指導(dǎo)教師：柴毅教授專業(yè)：控制科學(xué)與工程學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院二O一四年四月WaveletNeuralNetworkAlgorithmandTheApplicationinMacroscopicDynamicCharacteristicsofTrafficFlowAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfort
2、heMaster’sAcademicDegreeByLiuCongCongSupervisedbyProf.ChaiYiSpecialty：ControlScienceandEngineeringCollegeofAutomationofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2014重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要摘要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，國(guó)家的工業(yè)化水平得到提升，大大促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車行業(yè)在這個(gè)過(guò)程中獲得機(jī)遇。然而，這種發(fā)展給社會(huì)帶來(lái)了諸多問題，如能源過(guò)度消耗、大氣污染
3、、交通擁堵等，其中交通擁堵帶來(lái)的損失不可估量。研究交通擁堵問題，主要是針對(duì)道路交通流的整體運(yùn)行情況進(jìn)行研究，交通流數(shù)據(jù)中宏觀動(dòng)態(tài)特性主要是指交通流宏觀參數(shù)即交通流量和速度的變化，它們易于獲得而且能較好表征交通流的狀態(tài)。交通流宏觀參數(shù)具有很強(qiáng)的隨機(jī)性、非線性等特點(diǎn)，但是在短期內(nèi)又具有一定的準(zhǔn)周期性。分析交通流動(dòng)態(tài)宏觀特性的典型代表方法分為兩種：有數(shù)學(xué)模型的ARIMA和無(wú)數(shù)學(xué)模型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的分析方法存在很多的不足，一些非線性、非平穩(wěn)數(shù)據(jù)分析需要多種綜合的方法，這些系統(tǒng)模型很難用確切的數(shù)學(xué)模型表達(dá)出來(lái)，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不需
4、要建立精確數(shù)學(xué)模型，并且能夠達(dá)到較好的效果。本文采用小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)歷史交通流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，主要研究工作如下：①首先對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理、小波知識(shí)進(jìn)行介紹，對(duì)小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究，然后建立小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；對(duì)采集到的GPS交通流數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括數(shù)據(jù)異常修復(fù)、錯(cuò)誤替換等操作，通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。②針對(duì)誤差較大的問題，首先采用增加動(dòng)量項(xiàng)、動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)系數(shù)等方法對(duì)小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行改進(jìn)；然后針對(duì)小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存在的缺陷進(jìn)行分析，采用遺傳算法對(duì)小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，針對(duì)遺傳算法中的交叉率和變異率采用改進(jìn)的動(dòng)態(tài)
5、自適應(yīng)算法，并對(duì)改進(jìn)的算法進(jìn)行驗(yàn)證。③采用改進(jìn)后的概率統(tǒng)計(jì)算法，實(shí)現(xiàn)交通流數(shù)據(jù)的電子地圖匹配系統(tǒng)。通過(guò)遺傳算法優(yōu)化后的小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)交通流宏觀參數(shù)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真，分析其變化規(guī)律；然后介紹城市道路交通狀態(tài)，分析宏觀參數(shù)的變化對(duì)道路交通狀態(tài)的影響，最后得出結(jié)論并對(duì)今后工作進(jìn)行展望。關(guān)鍵詞：交通流，宏觀特性，小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，遺傳算法，地圖匹配I重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文英文摘要ABSTRACTWiththecontinuousprogressofscienceandtechnology,thelevelofthenationa
6、lindustrializationimprovesconstantly,whichgreatlypromotesthedevelopmentofeconomic.Theautomotiveindustrygetsalotofopportunitiesinthisprocess.However,thisdevelopmenthasbroughtlotsofissuestothesociety,suchasenergyconsumption,airpollution,trafficcongestionandothers
7、ocialproblems,amongwhichthetrafficcongestioncausedimmeasurableloss.Studyontrafficcongestionismainlyfortheresearchontheoverallrunningconditionoftrafficflow.Themacro-dynamiccharacteristicsoftrafficflowrefertothechangesofmacroscopicparameters(trafficflowandspeed).
8、Theyareeasytoobtainandcanbettercharacterizethestateofthetrafficflow.Themacroscopicparametersoftrafficflowhasstrongrandomnessandnonlinearcharacteristics,butintheshorttermalso
