基于深度学习的道路车速预测模型研究
发布时间：2021-01-27 10:10
随着我国经济的发展、社会的进步、生活水平的提高、城市化进程的加快,城市交通逐渐完善。道路成了连接各城市的主要干线,同时也是城市的生命线。但由于私家车数量的增加、城市建设的干扰,导致城市道路拥堵日益严重。拥堵的道路大大增加了居民的出行成本,更严重的会造成城市环境的局部污染。准确地预测城市道路未来车速情况能够帮助解决城市交通拥堵问题。道路的车速受到许多因素的影响,例如天气、区域位置节假日、节假日等等。为了准确预测道路的未来车速,本文开展并完成的工作如下:（1）以出租车轨迹数据来估算道路的平均车速。对于实时性要求高、数据量较大、行驶道路环境复杂多变的出租车,采取基于道路几何信息的匹配算法实现对GPS数据的空间划分。（2）作为用于神经网络参数优化的一种算法,遗传算法中传统的选择方法仅保存一个种群中最优秀的个体,方法容易陷入局部最优问题。为解决该问题,本文设计了一种基于改进遗传算法优化的BP神经网络模型,通过改进遗传算法的优质遗传因子选择操作来提高遗传算法的性能,从而能够更好地优化BP神经网络模型。并将此方法用于道路车速预测建模。（3）道路未来的车速与之前时段的车速很大的关系,而预测选取的预测特...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
RNN网络结构图
2 5 8 11 21 8 10 11 13 211 2 3 8 7 3 4 8 10 7改进遗传算法的 BP 网络预测车速模型设计出一种遗传算法优化后的 BP 神经网络结构车道预测模型（IG经网络的结构如图 4-2 所示， 代表上游路段的时空特征， 代空特征， 代表需预测路段上周同一天的时空特征， 表示下游特征值的提取如第三章第二节所示。天气类型共有阴、晴、小。天气信息映射成一个 15 维的特征向量，星期信息映射成一个 是一个 22 维的特征向量。经网络模型结构如下所示：（1）输入层包括 5 个节点；（2）隐层3）隐层 2 有 7 个节点；（4）输出层有 1 个输出节点。权重值V ih权重值Uf1
浙江工业大学硕士学位论文36图4-3 传统遗传算法收敛过程Figure 4-3. Convergence Process of Traditional GeneticAlgorithms图4-4 改进遗传算法收敛过程Figure 4-4. Improved genetic algorithm convergence process实验结果表明无论是传统的遗传算法还是改进的遗传算法，随着迭代次数的增加，适应度值都先增加，然后达到平稳。传统的遗传算法优化 BP 神经网络在第40 次迭代时，达到了最大适应度值，约为 0.31，而改进后的遗传算法优化 BP 神经网络在迭代 22 次时达到了最大适应度，为 0.37。因此实验结果表明本文提出的改进后的遗传算法优化 BP 神经网络优于传统方法，具有较好的效果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于GA优化BP神经网络的微电网蓄电池健康状态评估[J]. 邓伟锋,李振璧. 电测与仪表. 2018(21)
[2]GA-BP神经网络在煤矿突水水源判别中的应用[J]. 徐星,孙光中,田坤云. 煤炭技术. 2018(10)
[3]基于嵌入式车流量实时检测算法研究与实现[J]. 马永杰,宋晓凤,李雪燕,刘姣姣. 液晶与显示. 2018(09)
[4]不良交通流状态实时监测支持向量机模型算法研究[J]. 游锦明,方守恩,唐棠,张兰芳. 交通运输系统工程与信息. 2018(04)
[5]基于DBN的机载高光谱影像分类[J]. 刘亚静,赵自雨,刘佳丽. 测绘与空间地理信息. 2018(07)
[6]基于双向LSTM模型的文本情感分类[J]. 任勉,甘刚. 计算机工程与设计. 2018(07)
[7]基于DBN深度学习的期货市场价格预测建模与决策[J]. 陈俊华,郝彦惠,郑丁文,陈思宇. 计算机科学. 2018(S1)
[8]基于DCNNs-LSTM模型的维吾尔语突发事件识别研究[J]. 黎红,禹龙,田生伟,吐尔根·依布拉音,赵建国. 中文信息学报. 2018(06)
[9]遗传算法优化的BP神经网络压电陶瓷蠕变预测[J]. 范伟,林瑜阳,李钟慎. 电机与控制学报. 2018(07)
[10]基于AHP-GABP的农业保险可持续发展评价[J]. 于慧伶,李新立,陈楠楠. 江苏农业科学. 2018(07)
博士论文
[1]中国城市规模、效率与经济增长研究[D]. 高健.山东大学 2016
硕士论文
[1]基于小波-ELM及多任务学习-DBN神经网络的短期停车位预测方法研究[D]. 图晓航.吉林大学 2017
[2]基于深度学习的短时交通拥堵预测模型[D]. 高晓波.大连理工大学 2017
[3]基于出租车GPS数据的城市交通拥堵识别和关联性分析[D]. 李勇.哈尔滨工业大学 2016
[4]小城市交通规划特点及方法研究[D]. 马学思.山东建筑大学 2016
[5]我国城市化进程中交通拥堵问题及治理措施[D]. 胡艳.湖南师范大学 2012
本文编号：3002873
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
RNN网络结构图
2 5 8 11 21 8 10 11 13 211 2 3 8 7 3 4 8 10 7改进遗传算法的 BP 网络预测车速模型设计出一种遗传算法优化后的 BP 神经网络结构车道预测模型（IG经网络的结构如图 4-2 所示， 代表上游路段的时空特征， 代空特征， 代表需预测路段上周同一天的时空特征， 表示下游特征值的提取如第三章第二节所示。天气类型共有阴、晴、小。天气信息映射成一个 15 维的特征向量，星期信息映射成一个 是一个 22 维的特征向量。经网络模型结构如下所示：（1）输入层包括 5 个节点；（2）隐层3）隐层 2 有 7 个节点；（4）输出层有 1 个输出节点。权重值V ih权重值Uf1
浙江工业大学硕士学位论文36图4-3 传统遗传算法收敛过程Figure 4-3. Convergence Process of Traditional GeneticAlgorithms图4-4 改进遗传算法收敛过程Figure 4-4. Improved genetic algorithm convergence process实验结果表明无论是传统的遗传算法还是改进的遗传算法，随着迭代次数的增加，适应度值都先增加，然后达到平稳。传统的遗传算法优化 BP 神经网络在第40 次迭代时，达到了最大适应度值，约为 0.31，而改进后的遗传算法优化 BP 神经网络在迭代 22 次时达到了最大适应度，为 0.37。因此实验结果表明本文提出的改进后的遗传算法优化 BP 神经网络优于传统方法，具有较好的效果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于GA优化BP神经网络的微电网蓄电池健康状态评估[J]. 邓伟锋,李振璧. 电测与仪表. 2018(21)
[2]GA-BP神经网络在煤矿突水水源判别中的应用[J]. 徐星,孙光中,田坤云. 煤炭技术. 2018(10)
[3]基于嵌入式车流量实时检测算法研究与实现[J]. 马永杰,宋晓凤,李雪燕,刘姣姣. 液晶与显示. 2018(09)
[4]不良交通流状态实时监测支持向量机模型算法研究[J]. 游锦明,方守恩,唐棠,张兰芳. 交通运输系统工程与信息. 2018(04)
[5]基于DBN的机载高光谱影像分类[J]. 刘亚静,赵自雨,刘佳丽. 测绘与空间地理信息. 2018(07)
[6]基于双向LSTM模型的文本情感分类[J]. 任勉,甘刚. 计算机工程与设计. 2018(07)
[7]基于DBN深度学习的期货市场价格预测建模与决策[J]. 陈俊华,郝彦惠,郑丁文,陈思宇. 计算机科学. 2018(S1)
[8]基于DCNNs-LSTM模型的维吾尔语突发事件识别研究[J]. 黎红,禹龙,田生伟,吐尔根·依布拉音,赵建国. 中文信息学报. 2018(06)
[9]遗传算法优化的BP神经网络压电陶瓷蠕变预测[J]. 范伟,林瑜阳,李钟慎. 电机与控制学报. 2018(07)
[10]基于AHP-GABP的农业保险可持续发展评价[J]. 于慧伶,李新立,陈楠楠. 江苏农业科学. 2018(07)
博士论文
[1]中国城市规模、效率与经济增长研究[D]. 高健.山东大学 2016
硕士论文
[1]基于小波-ELM及多任务学习-DBN神经网络的短期停车位预测方法研究[D]. 图晓航.吉林大学 2017
[2]基于深度学习的短时交通拥堵预测模型[D]. 高晓波.大连理工大学 2017
[3]基于出租车GPS数据的城市交通拥堵识别和关联性分析[D]. 李勇.哈尔滨工业大学 2016
[4]小城市交通规划特点及方法研究[D]. 马学思.山东建筑大学 2016
[5]我国城市化进程中交通拥堵问题及治理措施[D]. 胡艳.湖南师范大学 2012
本文编号：3002873
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