談?wù)劊夯谀：窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的交通信號(hào)控制（下）
出處：lydyf 發(fā)布于：2007-04-29 09:58:04
| 三、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 1．模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 該網(wǎng)絡(luò)分為四層，用 、 表示第 （ =1，2，3，4）層第 個(gè)結(jié)點(diǎn)的輸入輸出。 ①輸入層：n個(gè)結(jié)點(diǎn)，輸入式為 ，表示單個(gè)交叉路口各個(gè)方向的排隊(duì)長(zhǎng)度；輸出式為 ， 。 ②模糊化層：mn個(gè)結(jié)點(diǎn)分為n組，輸入輸出為 ， ， 。其中 是模糊化層成員函數(shù)， ， 分別為Gaussian函數(shù) 的中心和寬度。 ③去模糊化層：m個(gè)結(jié)點(diǎn)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)輸入輸出為 ， ，j=1，2，…，m；i=1，2，…，n。 ④輸出層：1個(gè)結(jié)點(diǎn)，輸入輸出式為 ，其中 表示第三層第j個(gè)結(jié)點(diǎn)到輸出層結(jié)點(diǎn)的耦合權(quán)值， 是單個(gè)交叉路口某一方向下一周期的綠燈延長(zhǎng)時(shí)間ΔＧ。 2．模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)函數(shù)為 ，式中 是模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際輸出的單個(gè)交叉路口某一方向下一周期的綠燈延長(zhǎng)時(shí)間， 是綜合經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)仿真得出的綠燈延長(zhǎng)時(shí)間。 四、仿真實(shí)驗(yàn) 本次仿真實(shí)驗(yàn)所采用的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)如下： 顯然，輸入層結(jié)點(diǎn)數(shù)n選取12。利用廣義交互驗(yàn)證法確定m=4。權(quán)值 隨迭代而更新并且一般是收斂的，但若其初始值太大會(huì)使網(wǎng)絡(luò)很快飽和。另外，初值對(duì)收斂速度也有影響，故選取 初始值為0。一般 ， 的初值只要不是過(guò)大，對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體性能的影響不大，通?？蛇x在（-0.05,0.05），故取 為0， 為0.01。學(xué)習(xí)率 若選得太小會(huì)使網(wǎng)絡(luò)參數(shù)修改量過(guò)小，收斂緩慢。若選得太大雖可加快學(xué)習(xí)速度，但可能導(dǎo)致在穩(wěn)定點(diǎn)附近的持續(xù)振蕩難以收斂。目前理論上還沒(méi)有確定學(xué)習(xí)率的方法，只能通過(guò)試探來(lái)選取。經(jīng)過(guò)多次試探取 ＝0.025， ＝0.0015較合適。 本次仿真實(shí)驗(yàn)選取北京市成府路和學(xué)院路的交叉口作為仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)象來(lái)校驗(yàn)?zāi)：窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。把從北京市交管局獲得的2004年1月1日至2004年3月31日該路口的線圈檢測(cè)數(shù)據(jù)作為校驗(yàn)數(shù)據(jù)。在Paramics微觀仿真平臺(tái)中建立該路口的仿真模型。選取前10天的數(shù)據(jù)，并利用經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)仿真得出的配時(shí)方案對(duì)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。然后，把實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和由模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)生成的配時(shí)方案輸入仿真模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用該模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)生成的信號(hào)配時(shí)方案，仿真模型中交叉路口的平均排隊(duì)長(zhǎng)度比實(shí)際減少12％。 五、結(jié)論 交通信號(hào)控制系統(tǒng)是一個(gè)非線性的復(fù)雜巨系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模方法進(jìn)行優(yōu)化有時(shí)效果很不理想。而模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在優(yōu)化此類系統(tǒng)方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。本文利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線滾動(dòng)生成單個(gè)交叉路口的信號(hào)配時(shí)方案。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該模型是有效的。在接下來(lái)進(jìn)一步的研究中，筆者將利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)的線控和面控。 參考文獻(xiàn) 1] 劉增良等，模糊邏輯與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1996年 2] 王士同等，神經(jīng)模糊系統(tǒng)及其應(yīng)用，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1998年 3] 賀京同等，基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的宏觀經(jīng)濟(jì)預(yù)警研究，預(yù)測(cè)，2000年第四期 4] 張乃堯等，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制，北京：清華大學(xué)出版社，1998年 |
| 清華大學(xué)現(xiàn)代物流研究中心 王輝球 繆立新 樂(lè)奕平 |
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