留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

高速公路动态交通流Elman神经网络模型

梁新荣 刘智勇 毛宗源

梁新荣, 刘智勇, 毛宗源. 高速公路动态交通流Elman神经网络模型[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(3): 92-96.
引用本文: 梁新荣, 刘智勇, 毛宗源. 高速公路动态交通流Elman神经网络模型[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(3): 92-96.
LIANG Xin-rong, LIU Zhi-yong, MAO Zong-yuan. Elman neural network model of freeway dynamic traffic flow[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(3): 92-96.
Citation: LIANG Xin-rong, LIU Zhi-yong, MAO Zong-yuan. Elman neural network model of freeway dynamic traffic flow[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(3): 92-96.

高速公路动态交通流Elman神经网络模型

基金项目: 

广东省自然科学基金项目 06300326

详细信息
    作者简介:

    梁新荣(1964-),男,江西临川人,五邑大学副教授,工学博士,从事智能运输系统研究

  • 中图分类号: U491.112

Elman neural network model of freeway dynamic traffic flow

More Information
    Author Bio:

    Liang Xin-rong(1964-), male, PhD, associate professor, 86-750-3299874, xrlian955@126.com

  • 摘要: 为了提高高速公路交通流建模的精度, 分析了离散的高速公路动态交通流数学模型, 基于Elman网络原理, 建立了回归神经网络交通流模型。回归神经网络的输入层、上下文层、隐含层和输出层的节点数目分别选为8、30、30和2, 采用Levenberg-Marquardt算法对回归神经网络进行训练, 并对一条5路段的高速公路进行仿真。结果表明: 回归神经网络平均相对误差为8.683 7×10-5, 最大相对误差为4.237 1×10-4, 与BP神经网络和RBF神经网络相比较, Elman回归神经网络能更好地逼近交通流数学模型, 真实地描述交通流基本特性, 能准确地建立动态交通流模型, 适应交通状况的变化。

     

  • 图  1  商速公路

    Figure  1.  Freeway

    图  2  Elman回归神经网络

    Figure  2.  Elman recurrent neural network

    图  3  建模结构

    图  4  交通密度曲线

    Figure  4.  Traffic density curves

    图  5  速度曲线

    Figure  5.  Speed curves

    图  6  联想输出交通密度

    Figure  6.  Associational traffic

    图  7  联想输出速度

    Figure  7.  Associational density output speed output

    表  1  部分交通数据

    Table  1.   Part of traffic data

    t/min 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
    ρ 14.384 8 14.859 7 15.390 7 15.912 4 16.425 7 16.928 3 17.406 2 17.816 6 20.183 7 19.952 7 17.617 3 15.810 7
    ρ 14.386 2 14.860 0 15.391 3 15.911 8 16.426 4 16.928 3 17.406 0 17.815 7 20.186 2 19.953 8 17.618 1 15.811 6
    105ρ/ρ| 9.732 5 2.018 9 3.898 5 3.770 6 4.261 6 0.000 0 1.149 0 5.051 5 12.386 2 5.513 0 4.541 0 5.692 3
    v 82.546 2 80.739 6 78.970 8 77.317 0 75.725 4 74.148 7 72.546 7 70.895 3 69.293 7 71.427 4 76.240 4 80.831 9
    v 82.560 2 80.749 2 78.975 5 77.316 3 75.730 6 74.1501 72.551 0 70.884 5 69.303 0 71.433 8 76.249 3 80.837 7
    104v/v| 1.696 0 1.189 0 0.595 2 0.090 5 0.686 7 0.188 8 0.592 7 1.523 4 1.342 1 0.896 0 1.167 4 0.717 5
    下载: 导出CSV
  • [1] 吴正. 高速交通中堵塞形成阶段的交通流模型[J]. 交通运输工程学报, 2003, 3(2): 61-64. http://transport.chd.edu.cn/article/id/200302014

    Wu Zheng. Traffic flow modeling for jam developing procedure on expressway[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2003, 3(2): 61-64. (in Chinese) http://transport.chd.edu.cn/article/id/200302014
    [2] 宫晓燕, 汤淑明, 王知学, 等. 高速公路交通流建模综述[J]. 交通运输工程学报, 2002, 2(1): 74-79. http://transport.chd.edu.cn/article/id/200201016

    Gong Xiao-yan, Tang Shu-ming, Wang Zhi-xue, et al. Survey on freeway traffic flow modeling[J]. Journal of Trafflc and Transponation Engineering, 2002, 2(1): 74-79. (in Chinese) http://transport.chd.edu.cn/article/id/200201016
    [3] 刘勇, 严宝杰, 陈红. 基于热力学熵的交通流模型[J]. 长安大学学报: 自然科学版, 2005, 25(4): 62-65. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XAGL200504016.htm

    Liu Yong, Yan Ba-jie, Chen Hong. M0del of traffic now based on themodymlTlic entropy[J]. JournaI of Chang'an University: Natural Science Edition, 2005, 25(4): 62-65. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XAGL200504016.htm
    [4] 撒元功, 胡郁葱, 徐建闽. 高速公路动态交通流的神经网络模型[J]. 华南理工大学学报: 自然科学版, 2002, 30(8): 91-94. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HNLG200208021.htm

    Sa Yuan-gong, Hu Yu-cong, Xu Jjan-min. The neural nerwork model of freeway dynamic traffic flow[J]. Journal of South China University of Technology: Natural Science Edition, 2002, 30(8): 91-94. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HNLG200208021.htm
    [5] 罗赞文, 吴志坚, 韩曾晋. RBF网络在交通流模型辨识中的应用[J]. 清华大学学报: 自然科学版, 2001, 41(9): 106-110. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QHXB200109027.htm

    Luo Zan-wen, Wu Zhi-jian, Han Zeng-jin. Radial basis function neural network for a traffic flow model[J]. Journal of Tsinghua University: Natural Science Edition, 2001, 41(9): 106-110. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QHXB200109027.htm
    [6] 史其信, 郑为中. 道路网短期交通流预测方法比较[J]. 交通运输工程学报, 2004, 4(4): 68-71. http://transport.chd.edu.cn/article/id/200404017

    Shi Qi-xin, Zheng Wei-zhong. Short-term traffic flow prediction methods comparison of road networks[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2004, 4(4): 68-71. (in Chinese) http://transport.chd.edu.cn/article/id/200404017
    [7] 杨立才, 贾磊, 赵建玉, 等. 基于粗集理论的交通控制系统研究[J]. 中国公路学报, 2005, 18(2): 79-83. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGGL20050200F.htm

    Yang Li-cai, Jia Lei, Zhao Jian-yu, et al. Study of traffic control systems based on rough sets theory[J]. China Journal of Highway and Transport, 2005, 18(2): 79-83. (in C"nese https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGGL20050200F.htm
    [8] Kotsialos A, Papageorgiou M. The importance of traffic flow modeling for motorway trafflc control[J]. Networks and spatial Economics, 2001, 76(1): 179-203.
    [9] AbdalIa M I. Digital detection techniques via E1man neural network[J]. Journal of Engineering and Applied Science, 2002, 49(6): 1 197-1 208.
    [10] 闻新, 周露, 李翔, 等. Matlab神经网络仿真与应用[M]. 北京: 科学出版杜, 2003.
  • 加载中
图(7) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  302
  • HTML全文浏览量:  91
  • PDF下载量:  307
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2005-12-06
  • 刊出日期:  2006-09-25

目录

    /

    返回文章
    返回