基于集成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的城市道路交通流量融合預測研究

李洋 高彥超 韓立立 尹宏雨 韓賽男

摘 ?要：隨著社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展，交通問題也逐漸的突出，作為有效解決交通道路問題的一種途徑很多發(fā)達國家正在研究智能運輸系統(tǒng)，并且解決現(xiàn)有的道路交通問題，這一系統(tǒng)將會成為二十一世紀現(xiàn)代化地面交通運輸發(fā)展的一個非常主要的方向，同時是交通運輸進入現(xiàn)代化重要的標志，以交通流量作為主要內(nèi)容的一種信息，是這種項目中不可缺少的基礎(chǔ)，準確的預測交通流量是他的關(guān)鍵所在，同時也是交通流入研究的一個非常重要的環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：集成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);城市道路;交通流量;融合預測研究

引言：

隨著現(xiàn)代化智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展使得現(xiàn)代交通運輸。上個世紀以來，隨著交通運輸與經(jīng)濟生活的聯(lián)系，越來越緊密，道路運輸業(yè)已經(jīng)成為目前最為重要的一種運輸方式，二十多年以來我國的道路運輸所增長的因素主要是依靠基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，特別是建立完善的道路網(wǎng)絡(luò)，然而發(fā)展到一定的時期就會受到嚴重的限制，而且交通的長期發(fā)展也需要依靠強大的通信系統(tǒng)信息技術(shù)和電子技術(shù)來予以滿足，并且盡管這些地方仍將介紹大量的基礎(chǔ)設(shè)施來滿足有關(guān)的需求，但已經(jīng)并不是解決交通擁堵的難題中所可以想到的唯一方法，隨著智能交通系統(tǒng)的快速發(fā)展為我國面臨日益增長交流需求帶來了轉(zhuǎn)機。

一、交通問題現(xiàn)狀及其解決的方法

二十世紀六七十年代，隨著世界各國的發(fā)展進入到一個高速增長的時間，使得各個國家的汽車保有量急劇增加，原有的道路已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化經(jīng)濟發(fā)展的需要，產(chǎn)生了一些負面影響，從而導致了一些交通問題的產(chǎn)生，一項研究結(jié)果表明，僅僅美國的情緒每年所造成的浪費就已經(jīng)超過四百七十五億美元，而且通過交通擁堵也浪費了一百四十三點五億升的燃料和二十七億工作小時，在國土面積十分狹小的日本超過一億兩千萬人，而每天晝夜行駛的汽車卻高達七千萬臺，死于交通事故的人每年都達一百萬人以上，大量的交通需求，在各地均造成了非常巨大的交通擁堵，時間損失和經(jīng)濟損失都非常的巨大，對社會經(jīng)濟帶來的巨大的影響，同時也會導致沿線的環(huán)境惡化，生態(tài)環(huán)境遭到嚴重的破壞能源消耗等眾多的社會問題，據(jù)介紹日本的交通事故每年都會達到一萬人以上，在我國每年的道路交通死亡人數(shù)都達到十萬人以上，直接的經(jīng)濟損失也高達二十億人民幣左右，這種現(xiàn)象說明現(xiàn)代交通運輸方式對于人類的財產(chǎn)生存環(huán)境都構(gòu)成了非常嚴重的威脅，對于交通問題的解決方法，就是需要找到車輛行駛的需求與道路供給之間的平衡，首先就是要控制車輛的增加，但是相當?shù)囊欢螘r間之內(nèi)并不能夠舍棄原有的這些車輛或者是修建大量的道路，雖然他也是解決交通的一個問題，往往可以建設(shè)足夠城市間的公路之后得到解決，在相當長的一段時間之內(nèi)，很多國家都采取了增加供給的方式，也就是修筑了大量的公路和基礎(chǔ)設(shè)施來緩解很多的交通問題，我國通過大量的投資來進行公路基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，使得我國的道路網(wǎng)有了一定的規(guī)模，從已經(jīng)運營的國家公路網(wǎng)來看，大多數(shù)的城市間高速公路的服務(wù)水平也是相對比較高的，然而在城市內(nèi)部卻仍然存在著很多的問題。

首先是歷史原因，導致我國城市固有的規(guī)劃沒有達到有關(guān)的要求，改造現(xiàn)有道路是非常重力大的責任，城市內(nèi)土地的面積相當有限，特別是中心部位可供修筑道路的空間是非常小的，隨著經(jīng)濟發(fā)展所帶來的出行也逐漸增多，即便是進行修路，也并不能趕上車輛的增長速度。

二、集成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容

交通容量融合預測的方法，數(shù)枚融合技術(shù)是通過傳感器融合技術(shù)逐漸推廣而來的，包括原始信息輸入處理以及多種信息收入等等這些通過多種信息的獲取傳輸與處理的基本方法手段，以及對于信息表示內(nèi)在的規(guī)律性，研究將原始的信息進行一系列處理過程保留其有用的成分，最終成為有用的信息，這樣的一門技術(shù)從多個視角進行有關(guān)的處理，尤其是對智能信息的處理技術(shù)提供了新的試點，以推動信息科學的進一步發(fā)展。

在目前的狀況來看，大多采用概率理論對信息進行處理，主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域的定位以及評估等等，然而在交通領(lǐng)域進行這種流量預測的研究卻相對比較小，只能根據(jù)已有的數(shù)據(jù)來獲得可靠的交通流量預測，這也是一個值得研究的問題。除此之外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)融合之間的結(jié)合也是非常重要的，隨著傳感器數(shù)據(jù)處理以及多種形式的技術(shù)進一步發(fā)展，使得智能檢測和數(shù)據(jù)處理的重要基礎(chǔ)得到進一步的加強融合算法的改進是提高有關(guān)性能的關(guān)鍵，目前有關(guān)的一些技術(shù)的結(jié)合，一直是一個非常重要的發(fā)展趨勢，使用集成的計算機法來提高多傳感器的融合性能是值得深入研究的，因此對于兩種技術(shù)的融合能夠充分的實現(xiàn)交通流量的預測，是非常有前景的。

還有就是小波分析與神經(jīng)系統(tǒng)相容合的流量預測方法，也是近十多年以來廣泛使用的一種方法，可以通過不同的代工濾波器將含有的原子信號分解用不同的信號，通過有人參與者主動系統(tǒng)，具有非線性擾動性強和虛帶寬等眾多的特征，他還受到氣候等眾多的因素影響包含大量的噪聲這些因素對流量數(shù)據(jù)的影響是非常有規(guī)律的，相互交疊影響最終的流量數(shù)據(jù)，并且有自己的變化規(guī)律，各頻率上信號的規(guī)律以及預測的影響是不盡相同的，通過小波分析將這些影響因素區(qū)別開來，分別采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行預測，能夠充分的提升預測的精度。

結(jié)束語：

交通運輸系統(tǒng)作為構(gòu)成社會基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與非常重要的因素，是社會經(jīng)濟發(fā)展的一個重要的因素，就是為國民經(jīng)濟的進一步發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)，為人民心目中非常關(guān)心的一項重要的問題，沒有良好的環(huán)境，經(jīng)濟的發(fā)展也就成為了無本之木，相關(guān)的技術(shù)也是我們在現(xiàn)代科技發(fā)展的背景之下油然而生的一種產(chǎn)物，交通流量作為該子服務(wù)系統(tǒng)中一個主要的要素，其預測已經(jīng)成為一個非常重要的問題，本文通過對關(guān)系層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的道路交通流量預測進行研究，希望能夠幫助相關(guān)的工作人員在未來開展有關(guān)工作時可以更好的規(guī)避此類問題，同時也可以在這一過程中不斷的強化有關(guān)的性能，使得在未來開展有關(guān)工作時會更好的解決此類問題，促進我國交通運輸業(yè)的進一步發(fā)展，避免因交通擁堵所帶來的大量的經(jīng)濟損失和時間損失。

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