基于神经网络的城市道路交通量短时预测研究
[Abstract]:Intelligent Transportation system (ITS) is one of the key technologies which can be successfully applied to urban road network, and it is the short-term prediction of urban road traffic volume. The short-time traffic volume of urban road, which meets the requirement of system precision, is the basis of supporting the subsystems of intelligent transportation system, such as traffic management system, traveler information system and so on. Accurate short-term traffic volume prediction data can be applied to real-time traffic signal timing at road intersections to reduce red light delay and enhance traffic capacity at intersections. It can enhance the timeliness of traffic visualization and improve the safety of urban vehicles in road network operation. Short-term prediction of urban road traffic volume has a very broad application prospect, but short-term traffic volume prediction has the characteristics of randomness and nonlinearity, which makes it difficult to establish mathematical model. After studying the characteristics of traffic volume prediction in a short time, this paper holds that the advantages of artificial neural network are consistent with its randomness and nonlinearity. After synthesizing the theory of forecasting model and neural network, a short-term forecasting model for urban road traffic volume is established based on artificial neural network prediction model. After using MATLAB software to realize the prediction model, an example is selected to verify its accuracy. The specific research contents are as follows: firstly, the theory of short-term traffic volume prediction is studied, and the short-time forecasting model is classified by using the space-time characteristics of short-term traffic volume. On the basis of this, the principle of model establishment and the corresponding evaluation index of model are explored. Secondly, after studying the related theory of artificial neural network, a short-term traffic volume prediction model based on BP neural network is established by combining BP neural network with short-term traffic volume prediction. The key to establish this short-term prediction model lies in the establishment of topological structure of BP neural network model and the establishment of related parameters. While discussing the key steps of establishing the model, such as the selection of network layer number, the number of neurons, the prediction data processing and so on, the key steps of establishing the model are discussed. The limitation of BP neural network is analyzed and discussed, and the measures to optimize and improve it are put forward. Thirdly, to optimize the weights and thresholds of BP neural network to avoid the network model falling into the local minimum, The genetic algorithm with adaptive global optimization search algorithm is used to establish the short-term traffic prediction model of genetic BP neural network. After the weights and thresholds of the network model are optimized by genetic algorithm, the training and simulation prediction of the network model are carried out to improve the prediction accuracy of the network model. Finally, based on the short-term traffic volume data measured at the intersection in Yinchuan city, two different input schemes are established according to the classification of short-term prediction model. According to the BP neural network and the genetic algorithm to optimize the analysis of the network, Using the MATLAB2009a neural network toolbox, two kinds of short-term traffic volume prediction models based on traditional BP neural network model and genetic algorithm optimized traditional BP neural network model weight and threshold are established. Combining two schemes with different models, the traffic volume of the intersections is forecasted, and the results are analyzed and compared. The results show that the prediction results of BP neural network model basically meet the requirements of application, and the optimized genetic BP neural network model avoids the defects of BP neural network, improves the prediction accuracy and has more value in utilization.
【学位授予单位】:兰州交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U491.14;TP183
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