城市主干道交通状态预测方案的设计

ADDINCNKISM.UserStyle摘要本文在参考国内外研究的基础上，针对城市主干道交通的非线性和时变特性给出了拥堵的定义，成因，分类和特征,对经典拥堵算法和常见交通流预测模型进行分析阐述,重点对算法和模型的原理使用条件进行探讨，分析交通流预测与拥堵识别之间的关系。另外，在阐述主干道定义，特点和速度和流量变化的基础上，建立基于交通流量的主干道交通预测模型，重点对模型的形式进行研究分析。最后，用MATLAB软件进行系统仿真，经过仿真表明基于交通流量的预测方案能够对城市主干道交通状态进行有效地预测分析。关键词交通拥堵预测速度系统仿真谋Ab卷st状ra昼ct隙Th梨is妄s对tu阳dy悼b江as跑ed途o兴n富th剂e芒re圆fe护re意nc必e限to揭d华om厅es密ti仰c吴an倦d焦fo谁re你ig课n,塔a绪cc俊or哭di哨ng即t琴o汉th错e项de库fi佣ni捞ti石on桐o安f施th然e铸ma锻in雨c初it谦y蛛ro炭ad锡t同ra虹ff沙ic耀,座no尤nl挪in垂ea袭r煮an巨d酸ti醉me泳-v吃ar励yi炕ng龟c赶ha益ra叠ct滔er资is炸ti倾cs南g桶iv崖en贝c殃on洞ge活st施io怒n唱ca截us卖es判,崖cl缎as缠si趴fi嘴ca把ti偶on毕a这nd鬼c高ha质ra绳ct迫er茅is口ti玻c塘of鱼t脂he序c顷la蛾ss畅ic谢al陷a耀lg惧or队it极hm誓,椒co笑ng似es烘ti塞on涂a奇nd随t牙ra伍ff漠ic幅f逝lo功w置pr毕ed炸ic灶ti真on雁m臭od梅el蝴w荐er固e窑an绝al循yz馆ed秃,遣wi长th史e业mp匙ha每si滨s障on倒t逗he劫a蚁lg叫or索it馅hm晚a狼nd酸m读od浅el岗p翁ri冬nc抹ip糠le钞u鄙si扔ng姻c阀on吴di起ti丽on矛s淘we胳re勉s弄tu蹈di语ed祖,棋th境e域re讨la租ti闭on曾sh迹ip聚b冻et链we狗en遵t例ra徒ff谅ic逐a灶na萌ly喘si挥s职fl洒ow岔p英re白di谷ct视io员n倍an缠d悉co心ng侄es般ti别on提i璃de迎nt庆if娱ic奖at县io忆n.贸I粱n拨ad念di血ti置on再,对th圈e晕ma酸in泪d向ef革in子it鼠io呼n,剑b日as休ic苗c拔ha评ra社ct弹er确is退ti斜cs闹a炒nd炊v垂el乐oc梯it偶y斩an雕d颂fl锻ow闷r敬at坚e仍ch虎an谅ge爸s,片e拔st恋ab通li获sh帅me矮nt或o惨f材tr吧un努k广ro代ad伙t璃ra畅ff祸ic震p栗re雄di驰ct趋io递n绞mo赛de株l遭ba修se史d屋on祖t哭ra喜ff蜂ic铜f饿lo随w,休k畅ey踢f毁or粱m钟of蠢m室od捕el脉a戏na冻ly抱si逐s.煌F犹in年al酸ly巨,谷th驻e望sy贯st割em芽s浴im偶ul吩at嫂io真n晒wi贩th池M域AT转LA魂B蒸so翠ft扬wa践re酷,壤th理e叉si蛋mu盒la族ti岔on晶s带ho虎ws界t旧ha循t持th剑e戒tr堡af羡fi犬c弟fl榨ow津p串re总di镇ct亏io双n楚sc械he盘me很c剂an必e丘ff睡ec园ti旁ve烫ly计f捷or丈ec全as肺t尊an芝d垃an兴al淋ys抚is祖o桥f挥tr施af障fi巾c雷st赚at容e学ba落se询d岛on躺t滋he问c峰it炒y亿ro闭ad第s.予Ke叙yw俯or酷ds东:雷t迈ra捉ff容ic驰c昨on营ge室st远io援n广pr脉ed冬ic宫ti坦on详s播pe滔ed千s达ys容te娱m炼si史mu诉la锤ti库on梁目辟某录矿摘眨要这I刑Ab战st绕ra抗ct莲II忍第一趁章酱绪论便1危1.颠1码课题米的背步景及失理论每1销1.服2独研究恋的实能际意帽义朱1讽1.谅3水城市焦交通掌信息怖预测薪理论简的发店展和朋研究扮现状根1博1.唱4国主要报研究燃内容繁2春1.绣5螺本文乘内容渣安排铺2罢1.缩6寄言本章丘小结份2巾第二主章凑交通吹流的融相关学理论讲及预港测愧3弯2.纤1岔交通砌流的廉定义喷3赖2.摩2挖交通魄流理讲论发戴展岂3喊2.极3樱交通举数据晒的采迅集及怒说明悬3川2.捆4士交通溉流参收数间批的对缎应关宽系梅4做2.吃4.滴1个密度绳和速铃度的徒关系蹄4病2.顺4.鲁2另密度汉和流凡量的愿关系哑5碰2.朝4.唯3侄速度坟和流衰量的芒关系餐5户2.秘5杨本章包小结运5霉第三闭章沸神经屿网络继理论小6锡3.乏1借神经检网络兰的概易述禽6些3.湾2缺人工菊神经壳元模牙型正6谢3.身2.浆1肾神经钓网络唱节点块描述逝6营3.献2.盯2鸦神经宾元状测态转睁移函静数类除型断7练3.龄3这神经陪网络督模型誉8阅3.惭3.畜1秒前向旨网络刃8棋3.骂3.住2盲反馈矩网络亭9债3.凝3.勒3误自组引织网森络潮9蠢3.咏4殖神经党网络抛的特蚀点及誓其应逼用昼9次3.转4.库1肾神经评网络桑的特德点悬9肚3.妖4.衫2冈神经句网络丛的应倡用尘9决3.昌5高神经归网络角的学掏习产10悦3.讨5.畜1拖学习请方式梢10棉3.度5.间2靠学习从算法角10勒3.驾6江本章格小结绍11忘第四哀章摘基于升El县ma贿n物神经饼网络疫的交筹通流节预测沫的仿蛾真贯12盯4.浆1互El胶ma激n椒神经软网络帜12筑4.而1.都1雾概述姿12毯4.民1.樱2随El旅ma桂n秃神经警网络掏的结鉴构及皱原理亭12春4.舌1.干3括El厌ma李n宝神经俭网络饮的创链建光13晚4.惊1.竿4染El明ma设n忆神经底网络怒的训恩练递13危4.弱2废El贼ma疾n腐回归涨神经父网络垒预测庸的仿康真嚷14高4.宁2.兽1固仿真芽背景钞14电4.抗2.收2帖样本税数据萝选择赴14宣4.锋2.玻3巴神经笔网络宗输入育数据带的归首一化墓处理型14梳4.伞2.甘4线El衡ma牛n垦回归岩神经勉网络昨的创兴建及摊训练斑15浑4.衰2.新5办仿真火程序滤及结岗果带16法4.喊3钳本章趴小结蚀21澡结驰论汤22风参考皮文献尺23衡致集谢视24充第一摩章按绪困论基1.刮1涝课助题的延背景策及理革论忙随着都现今议社会否城市猾化的龟加剧迫，城艇市挑交通蜂拥挤生以及荒突发大性的哄交通蛾事故惯正严习重地规困扰需着世计界各卖国的多大中汇城市绣，解晋决这所些问吩题的下社会危意义宪、经魔济意给义已奖成为吃全球露的共曾识。幻从近猴几年耀世界路各国造的发主展趋巡势来炒看，兴本课和题研拌究的缝重点废是为南了解打决交车通基尚础设于施供僚应不拣足、娱交通界混乱小和交棒通效躲率低练下这愉些方有面的煤问题蚀。通污过交沟通规诱则和悠交通阁控制纸可以情解决汤交通韵基础泳设施瓣供应开不足券、交慕通混宵乱造倍成的朵问题傻，而看交通增流诱角导则叔是目众前公喂认的遗解决核交通列效率渔和提末高机剑动性狡的最戏佳途承径。辱在没灶有诱蹈导的炮时候振，驾卖驶员怒只能磨靠经拿验选肯择路册线，扛这样哑，一示旦在劣某个迷路段醉发生熄交通非意外林或者拆车辆头多过削就会迎导致业交通没受到碑干扰碰，从脸而使筛城市呀交通胆网的孕使用段效率牵降低丑。宿交通胖拥挤脖大大丛减慢售了人弊们的纷出行艰效率架，浪终费时转间的愿同时透机动颈车攀尾气恭的排况放量仅大大笛增加倾，炸燃料计消耗皂严重歪，给挖居民壮健康烫造成法风险略的同磨时也轿严重游浪费从了全末球的殊石油学资源决，棚造成夕重大惩的污旋染，管甚至重给环拦境的傲治理稼都提疼高了拖不少去难度呀。有悠报告湿显示新，北响京的预交通轰拥挤赚使北缝京市嗓每年减要损粒失其氏GD畅P的匀7.隐5%自即1锤05针6亿甲元。遵另外伙，交挣通拥漂挤所品带来灰的种妨种环倡境问份题也山是不僚容忽捞视的何。噪表声污业染，起温室纷效应仰，城酸市热生岛效扬应和根臭氧寇空洞牌种种许都与切交通纠拥挤侍所排警放出浅的废则弃物句有重茂大的化关系恢，而铸政府涌每年充花在榜治理忌这些谜问题廊上的肾支出药也是盗令人令瞠目床结舌居的，价因此钢，有场一个革好的温交通建控制晕系统食，对遵城市汇的发动展和郊人们持的生劝活都具有重饺大的厘影响请，是宰政府浓及每着个人还都应巴重视玻的问租题。科1.售2词研商究的代实际绕意义稼城市洋道路厚交通碌系统乐是一词个复蛋杂的脂大系环统，油包括劳道路乞、汽洗车、壤人与斩环境厨的组慌成部陡分，遵因而糊具有串强大讲的非树线性已、随押机性培、多绝变性影以及召不确崇定性秧。传谊统的硬理论鄙和方网法在丸面对汗如此猴大的芳系统限问题帖，往絮往是慨无能任为力册。影博响交坏通流挎量和久道路冷交通躲时间戏的因谊素具仅有高吊度的皮非线诵性和烛随时营间变抱化的鸽特点寺，很贵难给朱出精捞确的坡解析葬表达淘式和帮相应固的校功准。脚人工寄神经疾网络及具有庙非线附性、乞大规扇模并亡行分凡布处沃理、北善于唇处理酬多个妄变量嚼的系珠统以倒及方栗便硬佳件实针现等孩特点糕，适击合用侄于大县系统当非线兆性时绵间变植化大护的模脸拟以四及在督线控密制，受相对课适合铅于交堪通流堂量和酸道路滩交通围时间妖的预雄测。雪1.叮3革城叛市交遣通信为息预舟测理冰论的速发展三和研乱究现卵状牢城市抗交通茂状态手的最刮主要葛的信招息是梨交通怎流量排和道徐路交视通时散间，炼动态魔交通旗分配积的核搞心内排容对落交通爸流量结和道昨路交竭通时铺间的鄙预测未，也错是交视通流愉诱导帜系统车以及袖IT晚S中吸其它垒系统乞的最丝重要证的基俯础应家用之篇一，遵因此铜，很蹄多研芦究人蜘员在险研究草此技辱术。佛美、阶日、哪德等剂比较驰发达挎的国葱家起枕步较伟早，案并取盲得了螺一些桑具有柱影响享力的晒成果烘。长目前屈，城匀市道钥路交赶通状肌态预陕测的滑方法荣主要馅有三促种：啊1．趁基于盾历史汽数据娃法，睁即建顷立预域测模泄型邮时膀用俱的是绕实时厉的交须通流型量数漫据错和荷历史泊数据丽；至2．澡时间春序列涨法，诱是统妈计方子法殃的一帅种先，在公已知咳过去栽的某屑些时宵间段估的交浊通流裹量，割以此挣为基存础上田建立垫模型桥预测蹲未来彩流量什，常姐见的琴有A池RI开MA严模型月、M辞A模坐型等告。煮3．屑人工慕智能木方法盖，即停使用及神经远网络说等人逆工智希能技舍术，袄输入股量为代当前隶实际赠测量密的交缠通流数量、等历史遭交通芽流量杠、车败辆行瓜驶平炼均速蕉度等走对为弯了某臣时刻秩的交型通流谱量进砌行预吗测。枪与前刘两种慨方法波向相诊比较讯，第碌三种决方法艳没有青时间较延迟殊，动态态特求性相捏对较挖好。训但是赶其网近络结束构设艇计和岗算法纤缺乏恭好的厌理论纯指导拔依据定，可累使用焰性不梳强。乡1.认4抹主秋要研在究内抵容乖路段历上的治实时航交通贤状态寄与历贩史时贸间上判的交烤通状四态是脊有着锁必然帽的联闹系，也同时敌每个因路段每都只相是路之网的付一部移分，吊每个卡路段算的交检通状秧态都露会受释到上浴下游抢各路特段的摘交通紧状态捐的影瘦响，线因此仅每个拥路段营的交单通状酿况必玻定会学和相绿连路拜段过团去的姥时段表的交枕通状尚况有锈着密滴不可万分的毅内在蚊联系垄。这认些交底通状东况的孔信息暮量就欢可以叼用来侵预测郑路段社未来蕉的某题个时茄间段横的交鬼通状击态。庙探根据统以上带的原赛理，表本课哀题研爽究的配内容抬主要他有：谁运用朴神经嗽网络您结合接短时廊交通荐流量捆的理翠论基吵础来钞建立恒城市小主干协道交颠通状让态预量测模旬型，榴找出傍符合韵城市击交通丽时变股性要羡求的得算法谷。鞠使用捐El摇ma便n锅神经柏网络据技术朽来设地计城南市主稳干道奥交通蔬状态吴实时虏、动树态的雪预测甩方法甚。萄1.羡5雕本菊文内柏容安昌排剂全文必共分耍成四讯章，贝各章测内容医安排糠如下胆：运绪论援。重熄在说同明本尊课题否的研竞究背孕景、乱目的寺和意岩义，由以及叶国内纸外交夫通控楼制系挺统研铲究状坝况的船综述挣。炼第二箱章约交补通流轿的相暗关理别论及捏研究轻。意运用秤数学团和力茅学定扣律，再研究尖道路这交通只流运丸行规快律的乡理论悦，具欧体为腰概论沙论，铲排队岗论，属车流趋波动鉴理论矛的研屠究。踪第三绑章半神膝经网包络。堂本章竟描述字了神木经网纳络的敌组成紧部分慧，及厕其算钱法和著学习池方式析。肺第四语章圾煌El铲ma撒n亭神经枪网络贝预测煮的仿汽真。尝本章斑主要伍介绍录了扣E艺lm勉an浊神经阶网络熄的原胃理，拥创建汁及训推练方再式，乳然后掏利用翼原先丝所测质交通套流数导据进炎行仿坑真，早并将刊仿真型数据筝与实子际对据比。讲1.李6万本惜章小漏结忆本章论首先铺介绍榨了课四题的温学术饮背景迷及理某论与躁实际仪意义董，接凝着描棕述了诚城市挂交通杀信息海预测田理论圆的发妖展和盒研究效现状幻，然得后阐谱述了怖课题妨的主咳要研拜究内王容，号最后落介绍禁了本定文的埋内容贤章节律安排少。峡第二沾章歪交通太流的规相关震理论覆及预承测聋2.艺1尿交拥通流番的定妄义取研究光在一漫定环导境条仅件下雕交通尸流随傍时间昆和空摄间变打化规也律的招模型殿和方依法体很系称霞为交穷通流箭理论糠体系宪。交弦通流牛是研腰究道获路上啄行人彩和机兼动车就在成屈列和桶个别超行动影中的景规律迟，通凡过研赞究车至流流松量、权车流秩速度锡和密冤度之按间的每关系铺，使摆道路恭交通车设施踩的利仆用率专得到臂提高士，以锦减少胶事故舌发生慕和出板行时径间的训延误翁。权2.值2招交通壳流理今论发兄展省从享时间恋顺序尝上来丢讲反，舟大致息可述从园三个泳阶段知论述块交通吃流理填论采：查1．令20痰世纪橡30肤~4请0年婆代，逢自由川车流扔的统属计分堂布理漫论顶这一套时期零车辆委保有秃量低愿，大贫部分崭公路晒上行稻驶的稳车辆间相互题干扰梅较少撑，能吴够相我对自惩由的咳前行抛。由滋于发谣达国伐家汽贪车产峡业的厕发展读和道旗路建盯设，炼道路踩交通单状态大的规吓律需宏要摸雨索并资进行乐科学棚管理归，道限路交理通所错产生回的交奖通流学量需愉要有咳人去它研究惕。因寺此此退阶段咱主要疤是利礼用概秩率与端数理勉统计殃的方仆法建蠢立的税模型狐描述虽交通尼流量赵和速票度之赏间的交关系文，研翻究各侨类型刮路口膛交通盖状态凳。裙2．见20臂世纪厌50膀~6复0年储代，伞动力胖学仿础真破与旦车辆将跟驰箭模型片这一上时期耻发达锄国家肯的道姥路和而汽车陷保有煌量快乏速增扁长，庄道路津线程勾急剧喘增加传，交祸通规亏划和留控制喂得到缝越来立越多喷的关刮注。反因此格，要喇发展话交通版流理窄论来知保障太规划掉和控垂制得猛更好偷、更倘科学朗。车亦辆数竟目的讲明显盾增长额，车饼辆之弦间相债互影筋响严泪重，平自由倡流的雕情况窄较少较出现哭，大最多数煮的车彩辆都阳是处省于跟炸随行宋驶的拉状态庄中。碗因此绝此阶懂段的掌研究贤开始柿运用跳动力联学方痕法研案究车苍辆队炎列在匙无法暖超车帝的单蚕一车弯道上边的行生驶时渐后车昼跟随烂前车膊的行躁驶状胃态，售并用安动力致学模店型表废达及窝进行膝数学较分析麦。克3．造20流世纪足60规年代评后，匪交通磁波理姑论材由于必汽车芬普及翅到广蹲大老旗百姓换家中粪，僚该阶傍段避交通丛问题怨在北世界扫各国抹大中统城市姑中尤晨显沸严重丽，德大大志地制放约的却城市肠的发纹展，厉因此散，岸需要简发展馆交通凝波理皆论来锦解决戚城市辆交通娱问题或。此以阶段辉城市举车辆候已经痒迅速翼猛增覆，交滔通状音态已辰经严揪重影险响人竖们的竖出行气时间胜，很边多时锄候交膜通都皂是处茅于拥爆挤状物态。季因此诱这除阶段器应用另流体怕力学紧的基岩础原禾理，对模拟煤流体各的连荐续性渐方程归，建车立车择流的看联系峰方程鸡，挠用同水波碧而抽封象的啦车流击波锣来比咽喻允车流裂密度暂的稀励疏变杨化，时通过灿对爽车流琴波的押传播咱速度叙的认羡真分继析歌，寻砖找车缠流冰流量头，周车速较与碗密度偿之间忆的关捏系。违2.血3蹲交军通数桥据的望采集队及说仁明碰交通镇数据拥是交供通状裤态和膝交通些流诱孙导的减基础孕，目朵前主高要是言利用依环形俩线圈趟检测经工具扒进行梁交通签数据题的采链集。都可得贪到的出交通誓数据昌有：金车速陆、车浪流量狭和道破路占搭有率胸。纯1．狗车流披量Q锯：该再贤渣谁公敢亭臂各叫降洗裙虾号恭那(2迷-1龟)妖其中晋：Q择、T乒、N那分别喊指车张流量诞（辆伙/h隐），国时间怠间隙可（h漫），透在T予内通着过检世测工狐具的匹车辆写数（蜘辆）店。阵2．烂车速少：地宋点车饭速V笑和区拦间平蹄均车庆速民。翁逐隆桨笋义钢酿棋着广忙血询轰(摘2-薯2)内其中图：宣（塞1拘）检惠测工圾具对淋单一宜车辆摄闭环爆时间倚（策h仔）用餐表示优；或（给2匆）有集效检容测工神具长诚度跟充车的缺均长列之和霸（k傲m）屡用念表示鸣。籍另一锻个V料的公天式为盏：脆惹境听乱眨档顿爆笑邻搜驴弦猪务置(志2-佳3)架区间邀平均降车速严：逝叹淘很死爷辟净邪主壮北完满蛙(岂2-袄4)颤其中密：打、l速、炉、n方、萌分别全指为渐区间幼平均际车速桑（m阵/s塘），饺道路瓜长度梦（m夫），送第i膊辆车增的行茅驶时祥间（饲s）捏，车梳辆行飞驶于旷路段浮长度代l的妖次数徒，第杨i辆扒车的昼行驶喘速度截（m惰/s腔）。瞧3．擦道路岛占有班率只：创览散林虚吉(2摇-5音)季其中损：烤、N送、T卖、重分别鹿指道悔路占捏有率距，在午时间吧间隙帜T内赖测得枕的通摘过检拨测工避具的牢车辆艘数（姻辆）钟，时奋间间忙隙（拍h）勇，对输应车营辆引沃起的傍检测光工具喉闭环勿时间乓（h遇）批2.局4轻交通足流参挑数间蚊的对大应关测系伟2.迟4.少1凉密度遇和速醉度的乞关系蝴速度翁和密吨度模春型有款不少景，用掌得最豪多的焰是线盈性模挪型)肯，即泳：正连译果浙牛挤申恢勒稻井纠搜恨最（址2-佩6）恭根据易上式恒有：惰（1矿）当愧密度三k趋川向于滋0时巡，速盖度v型接近剪自由仪流车业速鞭，则央；填（2谋）弃当密球度大友到车挪辆没敏法行护驶时宋，其往对应肚的密略度称秆阻塞姜密度俗，当封时，序，得晴司，将垂a和税b代售入上异式，疗得速榴度输—私密度伍关系晴式：糖患次岭受帅倦异懒迈绘筑梦钻（甲2-烂7）牢2.疼4.纸2啦密度局和流乒量的撞关系赴由式嚷2-辰7和富得，短得流城量捏—祝密度僻模型匪：山仍管爆农叹旨突咐跟鸦鸟追汽（2冶-8碰）蜜即q甲和k贪成二昆次函各数关聋系，赢因此返最大猛流量长对应雁最佳腥密度宫（临公界密糖度）帝，即电：鸦令耍得提，即垄刷，著代入嫂式（虹2-刷8）慈得俩：像妈乖厚顺忽拉变卫笨隐事驻炼倡（2遵-9佩）约线2.为4.辽3速堂度和集流量物的关家系料由式维得请并代株入到孟中，搁得流辆量勇—湖车速极模型糟：桐虫烤闸培洽钥蚂尸稳叙肌诱刊调柴（渣2-返10树）逃由此仓可知少，自坑由车染速的变为临姓界车姻速，贼即遗。当摔时，摩，孩交通菊流状栏态为键拥挤叛；当齿缓时，受交通宅流状聚态是身自由鬼流。窑2.器5涌本效章小何结坝本章丸简单恰介绍倘了交携通流啊的概惠念及术其基哗本模宜型，北并分栋析研登究了育交通电流参葬数之例间相弓互的夫关系奇。酬第三牢章写神经遮网络暖理论淹3.鲜1泪神经贡网络皆的概降述腔人工绿神经默网络语（咏AN费N朴）是陶智能甲控制触领域仗研究闲历史重上相坟对比孟较长楼但发绝展历盗经曲佛折的跑交叉晃学科箱。其狱网络超是由声大量羞处理扣单元河(神钩经元球N勒eu丽ro教ns泽)广变泛互平连而检成的沿，是任对人捡脑的绿抽象熊、简耍化和惕模拟好，反哄映人状脑的露基本瑞特征撞，用惯它可习以模起拟人规的大抄脑的扮许多愧基本展功能震和简音单的共思维触方式借，此祖外，部它还忧有学敢习功煮能，投通过言学习稀来获武取外谎部的渡知识对并将傲其存衣储在非网络垮内，亦尽管舟无法困与人灵脑的穴完美报无缺直相媲迷美，挠但它关可以秩解决肯计算胆机不船易处蔑理的波难题罪，特婶别是瓶组合饥优化离计算浙，智拴能控困制，岁语音方和图篮像的些理解犯、识随别和放知识焰的处守理等交一系桑列本毒质上恒为非援计算依的问许题。若此外皮，它炭是一井种多光输入拜，单垂输出订的非曾线性冤元件妹。从国连接飞方式径上看喊可分语成相贩互结怎合型效和前捕向型转神经鸡网络舟两类畜。其哑中，洒由输江入层克、中筹间层涛和输边出层光组成戚的为精前向连神经伪网络若。中恐间层海中各烫层的日神经楚元只枣接收辩前一沫层神拜经元沾的输疑出。全而相景互结成合型梁网络辉中任理意两判个神起经元亩间都筋有可党能连喊接，吊所以券输入歌信号负需在烛神经焰元间粥传来承传去纷，开德始于卖某一俊初态歼，变驶化多串次，逢慢慢蛾达到挑某一柿稳态厉或者抬周期茎振荡狼等状幅态。妖基于要人工旁神经河网络把的控稻制，没神经开网络翅的学风习能才力，揉容错壳能力剑，鲁朱棒性茅和非阻线性支映射跪能力饶都极心强，绩倘若晌将其统这些钟特性分很好布地应由用到谁控制忙领域豪，那症么控艰制系削统智婆能化戚必然智会得燃到很盼大的滨发展室。系喊统能搬适应袍不确或定性尖、时准变的蒙对象狼与环遣境等勤功能翼在人逗们心三目中篮越来六越重伐要。荒此外股，控桶制系想统自羡身复储杂性垫的增符强，卖使得歌基于幕精确制模型棕的传扰统控华制难女以于耐之相蚀媲美日。因筑此，绪具有已这些暗优点淹的神熄经网境络让钟人们皱不得烦不重糖视它转。运3.谈2孔人横工神载经元叙模型粘3.甩2.击1联神润经网翅络节逼点描退述扩生物桨神经毅元的算简单骡化和眉模拟南构成毕了人愿工神申经元舒，它召是人最工神粉经网紧络处锤理基浆本信润息的困单元旱，是扁人工星神经预网络挣设计五的基太础。丙图3冰-1责表示蔽神经兵元结末构，蔑它是合一个猪多输葡入单竭输出伯的非弃线性重元件擦，其芽输入刑输出皱关系偶可描唉为齐活凯汇慈沿洋秘帝赛肯仇蚁务由宇离锻搞哲(趋3陵-谋1耕)匹良兔(把3惯-齿2仅)听其中袭，从汉其他志细胞鸽传来科的输投入信奸号用糊(疗=1障,2欣,…部..宪,n蹄)集表示探，阈尿值用湾表示庄，自瓜神经鼓元办到神和经元冠的连感接权今值用骗表示骄，绞为作暂用函造数。仙图3雄-1思掘人工卸神经方元模韵型图嫂由以吩上分辣析可朗得出添，人码工神昌经元龟反映员了生慌物神毛经元鞭的基惜本功畏能。伞作用绒函数燃又叫回做变槐换函鼻数，悠神经赴元的雷输出肢由它廉决定正。作辞用函太数进通常敌为阶垄跃函扩数或阶S唉状曲咐线那彻样的拍非线此性函眉数，胳但有呢时候较也可独以为晨线性酒函数涛。树3.始2.辞2庄神棚经元郑状态呆转移郑函数革类型驻在跪神经世元没湾有内彻部状屠态棋的图时障候枯，可协令嚼.材常用右的神羞经元界状态裁转移剥函数钻如下赚：僻1．印阶跃笨函数沙(师1屈)自紧变量势<0经时，给输出衔为0霉；(买2墙)自甩变量绳时，伐输出闹为1塔。夺钟俱史伴半骗朱脑（3携-3石）离2．谱分段纯线性压函数梳函数帮在(脉-1式,+赴1)盏内的绢放大缠系数挥相同阀营爆巾训蕉纳男夸耻帽宁着（屋3-省4）此3．暴S型燕函数先实数第域R考到[盗0,狸1]底的非衫连续锁函数惰，且倒其函猎数本哭身及抹其倒幸数都乘是连根续的殃，其桐函数装定义曾如下悔：秆鲁蜻涉勤粗强吩轨饭柔诚红才扶校（3卫-5磨）肌4.略双曲拍正切淹函数留函数井定义坏如下野：答拘闹亏革罢掏跪据迁洁（义3-遍6）贺3.爽3码神杂经网灯络模加型哭目前攀已存笨在的党神经颂网模特型虽甲然有友数十狱种之伐多，打但已料有的敢神经爹网络洒大致佳可以疾分为答三大隐类，郊即前勾向网惜络(池Fr腐ee绣df仁or姿wa虚rd今N屈Ns弊)欢、反帐馈网忆络(懂Fe骆ed避ba渐ck客N逝Ns互)启、和微自组遍织网贪络(蝶Se膜lf员-o乔rg棵an腿iz奸in史g搅NN浪s)埋。旋3.背3.况1错前姿向网晃络细前向括型神醋经网辨络，端在计农算输漂出值隆的过雅程中攀，输研入值杜从输妈入层贵单元焦向前湖逐层偏传播架经过哀中间淋层最蔽后到张达输伯出层僻得到兰输出香。前漠向网掌络第挣一层逼的单佳元与律第二透层所制有单碎元相满连，旧第二留层又伞与其洲上一蛾层单跪元相草连，曲同一讽层中抢的各且单元泼之间墙没有倍连接卫。前誓向网骑络中列神经贿元的灵激发枣函数车，可租采用它线性猜硬阀傲值函浆数或时单元毕上升浮的非巷线性冷函数微等来够表示故。园根据嘉连接秘方式乡不同匠，神箱经网屿络可签分为严两大圣类：校没有怨反馈台的前争向网劳络和宣相互私结合施型网来络。去1．拖前向危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锯ar保ng从d,肠l淘ea汪rn棍gd样m缺岂省值属为“拘le栏ar叉ng构dm忽”。舞PF棵—性用能分再析函丈数，残可以量是m呢se岂,壶ms扑er表eg蓄缺省饱值为杆“m绞se伟”。名执行红结果绕：创峡建一蒜个E宅lm敲an版神经弃网络惧。该馅网络弃具有躁N1筋个神咳经元凑层，需权函磨数为瞒do签tp解ro娃d函专数，颤输入提函数秩为n升et过su长m函拦数，罪每层各权值他和阈浅值的户初始忠化使致用i破ni肆tn杆w函踪数。摄4.逮1.杠4出El别ma池n神尘经网超络的螺训练橡El乐ma辟n神止经网指络的进训练尺可用袭tr踪ai莲n(腐)拨函检数和策ad擦ap境t(蓬)卧函乌数，球训练顿函数从可以吐选择孔tr岗ai候ng调d、紫tr稀ai母ng福dm往、t街ra贯in闷gd敢a、编tr收ai袖ng爪dx权，学挡习函剩数可泊用l旱ea照rn楼gd恳和鄙le言ar左ng互dm苏。训可练过夺程如豆下：躬1里．土计算申网络面输出瞒与期亚望输魂出的吧误差辅。程2．慎计算挥该误群差对找权值如和阈姑值的新梯度乎，进月行反年向传孝播。多由于要通过廊延时辽反馈延，权拉值和指阈值牲对误率差的览影响煮被忽熄略了构，所拦以得蹦的梯巷度实隔际上斑是近伴似值妄。卸3．驶如果奶使用敞tr无ai醋n(剥)抄函数尤，就炉调用甘训练宪函数垄来调肾整权暑值和喘阈值河；如婶果使箱用a咱da抱pt懂(检)函动数，坝就调钱用学摸习函讽数来现调整惯权值眼和阈茧值。忆4.园2芝E何lm颜an个回归菠神经惑网络沃预测悔的仿碌真豪4.敌2.盒1羊仿真闻背景钟城市插主干驼道交吓通系叹统是嫩一个妖非线届性的芦系罪统，厘该系特统既路复杂话又受刮诸多薪的外述部因干素所间影响倒，如叶气候梦、时每间等确等。谷但在堂某个何特定仓的时番间段窃内，典每条挑干道缝上的燕车流贱量、塞车速周甚至纷是车变的类拍型又辅是有霸规律果可循乡的，孔其具矩有丰强富的锣内部门层次诊有序孝结构丛，是就一种辉介于铲随机醒性和娱确定腊性之枯间的品现象伴。针巾对其居以上株特点滥，本帝节采主用衔El迟ma采n邻神经勇网络用的交民通流沸量进赏行预课测。星4.娘2.鹿2爸样本辞数据兽选择粮样本乘数据通对网沈络泛刚化能半力有用关键榆性的蚕影响趁，训暗练网蜻络所圣使用窝的样言本数沟据应麦从样牲本的次质量询、数际量和乞代表俭性三吸个方勒面考惠虑。吼样本述质量蔬高低嗽和样泽本数疮量的韵多少渔都影呢响着殖系统墙的准咐确性岔和可压行性裳，样纱本的亚质量列越高转，数晋量越荡多，饮则所模得到务的系类统盼妙函数扭越准北确，鸣系统私的拟闹合程核度越烘高。详反之更，所已得的旬系统营就不塞符合志实际盾要求栽。但纠是实农际应朋用中痕，样遇本数炊量不便可能案无限彻增加滔，这廊就使构得样弄本选钞取时具不仅执要考笋虑到规系统兽平衡盲的普环遍性虾，还澡要兼译顾系丛统突正变时染的特衬殊性颠，只饰有这手两方田面都酸具备家了才绵能提肚高网壳络的尖拟合臭能力膛。县训练叨用的味样本羞决定旅了网颠络性胳能的疫好坏怨，而射一个肉注重董了样飘本规皇模的小同时式又注脊重了如样本腾质量祥的训云练样恐本集帆才算唉得上解一个眯好的充样本透。眨1．郑样本浆数的吸确定搭理论续上来挪说训注练样迅本数羡越多玉，训村练结笋果越含符合镇要求劲，但却当样喜本数蛾到达堆一个渴特定事程度减时，他网络余的精赌度也陵很难灶提高栽多少索。此讽外，陶样本茂收集恰和整赴理过所程中撤往往恨也会宗受到蜜诸多购客观灭因素旺的影叔响。怜因此匹，网雀络训竟练的裂输入诞-输佛出非低线性嚷映射递关系严的复嫁杂与弯否决潜定了谱其所妄需要堂的样筛本数炭的多退少。次影射贵关系住越复担杂，上则样惜本噪脖声就矩越大互，所跨需要茄的样玉本数串也越男多，允因而戒网络鞠的规佩模也处就越六大。灰一般例来说岂我们烈都会蒜参考挥这样过的一娘个经巨验规挪则：堡训练爽样本夹数为恩网络紧连接星权总还数的据5到奴10像倍。黄2．牵样本页的选乡择与卷组织米样本堪能表骡现出脉网络拢训练句的规死律，丰所以听样本煌的选献取一肉定要冤富有菜代表弟性。悬选择银样本抗时要趁注意穷均衡甜类别爬，尽失量使寺各类副别的塔样本兆数近妄乎相坛等。断即使临同一第类样约本也故要照枯顾其诵多样辅性和姥均匀凯性。当换句照话说虑，选左择样赖本的牛时候截就要游用“优平均备主义帜”原牺则，处使在蜡样本旬训练建时能资涵盖玩网络瓶的各玉个方捷面，坚避免亡网络倾重视顶了样绵本数漠多的示类别须而忽瑞略了绢样本世数少势的类坦别。幻组织兴样本赵的时耀候要眉注意筝交叉每输入列不同保类别南的样粗本，木或随倍机选遭择输后入训稼练集质中的心样本肯。因暮为太妄集中详的同侵类样增本会调使网各络在偶训练娇时倾达向于盈仅仅吉建立慧与其漂相对眠应的辆映射灭关系院，此谣时若破有另给一类垃样本淡集中那输入顶，权冲值就宇会向某新的左映射爪关系讲去调牲整，捎同时携也否文定前棚面的琴训练位结果爆。当富轮流光集中的输入框各类辞样本萍时，惹振荡榜会出扯现在古网络燥训练扶中，肉造成雾了训脆练时驰间的遵延长颜。苍4.疫2.岛3肾神卸经网为络输辣入数带据的墙归一发化处汗理批本文女使用蹈S型拜的激浆励函哀数作厘为神坛经网刷络预艺测模滥型，滚该函惭数敏漆感于闪中间淘输出焰部分标对输写入的冈变化凡，而落两端松的输览出部巧分对野输入分的变回化较断为迟颂钝（宪详细谋可见门3.最3.逝2第予（3公）点似），食这就丘意味湾着中还间部寸分预纯测比臣两端暂要精涌确得械多。对尤其贴是在摸高端顽预估舒得一康般比紧实际雁值低归，而冈在低润端预师估得峰一般君比实荐际值限高，茎即是车说用萄神经沾网络狼预测扮出来杜的范授围要无小于魄实际揭范围铅。为栽此输宗出数须据需假被压絮缩到涉离中甚心点军较近斗的范跳围内棉，就悬像对羽于对麦数函疗数的疗输出骗，需烂缩放卫至0峰.1絮～0埋.9鸽间甚衰至是狠0.叙2垄～0珠.8桑间。嫌为了挺使每贿项输城入在蜓网络壤训练易中能环受到剑同等屑待遇臭，我慎们在词处理霸网络丑输入袜数据级时，誓需把膨它变椒换至缠一个破相对残较小派的范扶围内注，如泰在0搅～1奥间。苍将输志入输薪出数宽据变盒换为橡[-兼1,膝1]渐区间声的值艺常用扒以下偏变换帽式挽术烂据剃纤亭鼓辽从症嘱张茎匀(4激-5蛛)方连庄景快达干钳练升玩形蚕(4押-6哈)骨其中丰，输浸入或酒输出庄数据因用X锡表示纠；数亩据变址化范乡围的胆最小拒值用氧Xm弹in捡表示巴；数掏据变伟化范桐围的派最大容值用懒表示妇。诱4.大2.砌4秘El辣ma困n回轰归神番经网局络的领创建候及训翠练植完成赶网络扇设计狐后，彼需用脱设计变值进考行训岗练。袍对所已有样爪本正紧向运娘行一脉轮并芳反向丽修改贪权值艰一次躺称为破一次壮训练箭。在窃训练郑过程书中要友反复榜随机旬使用墓样本惑集数索据，蜡通常馋需要晨成千巷上万翼次训伯练才喊能训询练出钞一个爆网络艺。星一个船网络挪的泛索化能离力的绸好坏器决定部着其笛性能绞的优酒劣，茄而测欢试其气泛化已能力慈要用妄训练估集以绸外的蛇测试惕数据客来进戚行检私验而魄不能药用训设练集桂的数勾据进雾行。恩通常短的做执法是昌，将京收集匪到的焦可用傻样本窑随机脆地分粱为两知部分摩：一望部分督作为做训练炕集；叮另一娇部分燃作为今测试插集。庆倘若为网络条对训雹练集宋样本返的误昨差很饲小，备而对遣测试勺集样排本的局误差闻很大乌，说贿明网扛络已盐经被嗓训练苍得过尤度吻察合，绵所以云泛化性能力糟很差阁。而炕网络缎实现格的类咸似查书表的孩功能谨会在苹过度名训练僵的极饺端情邪况下桶显示台。钻先创泡建E朱lm什an传回归殖神经先网络昆；然眉后对需回归野神经复网络感进行寻训练笋；最隶后对仁回归秩神经殖网络撤进行傻仿真薄。编膊写M冲at全la刮b程馒序如榜下：拒ne贞t=绸ne刑we朵lm首(m锡in吐ma煤x(葵p)不,[良m,阀1]毛,{冠't告an回si爪g'遵,'万pu仪re京li葬n'温},去't赠ra短in事lm筋')艰;植ne旺t.末tr铸ai挥nP有ar柏am凯.s疤ho元w=芒n;幕ne亭t.幼tr旷ai漠nP纪ar胆am醋.e雪po炎ch削s=宜N;澡ne德t.妄tr席ai本nP鞋ar赌am序.g树oa谊l=浊2e装-3斧;粒ra降nd凯n(呆's漏ee柳d'极,1乐92考73萄65理47按);令ne数t=楼in聚it请(n哲et衣);朝[n崇et炉,t伶r]差=t穗ra砖in稳(n津et夹,p伙,t氧);葬an怨=s童im须(n偿et项,p怀);果回归四神经盖网络巡的输冈出层迈神经野元数冷目为膊1个它，隐研含层死神经愿元数巴目为稠m个吗。蛙通过倡ne鼠t＝拌ne序we垃lm月()肺创建庸El傅ma决n回微归神福经网瑞络，阵隐含庙层采蓝用t黄an冈si啦g传遵递函浮数，屿输出暖层采骄用p攻ur竭el穿in不线性似传递北函数腿，其闸中t场an趟si正g为纯S型哲正切赔函数路，p蹦ur动el恋in阻为纯准线性傍函数颂。“潮tr蛾ai罢nl贫m”蒙训练多的输片出向丝量与液期望接向量导更为滔接近兄，网羽络训片练过叙程中秆，误吉差曲集线下跃降速测度快街，训轧练步于数比县“t费ra运in婆dx叹”或郑“t渡ri古an威gd局a”达更少株，因浊此采洽用“收tr唱ai必nl悔m”塔作为师训练纳方法焦。雹通过境[n笼et皮,t遍r]汪=t刚ra凝in迁(n维et估,p波,t日)函杯数对壶回归均神经棍网络闲进行唐训练镰。赠通过携an炸=s瞧im求(n旗et氧,p重)函资数对艰回归作神经崖网络独进行抗仿真印。库根据千从广用州市北交警形的S仗CA抛TS壮系统扩采集航上来期的2元00畏4年弦4月富14歉日和雁19差日两捏天中权山解援放路晨的交悼通流嘴量数特据，全具体哈操作绵位每求小时逮记录宴一次视，交脑通流种实测傅数据献19焦2个疲。殿寇巧岂表4敬-1么中山舰解放超路某芒路口凑东西河直行陪的部党分交牢通流罪量数脖据吃时间狭段梳流量通时间窗段推流量校20迁04钻-9辟-1贤4类1刷：0株0刷49晋0泳20邪04州-9邪-1刊4塔1蹲3尝：0按0笑12础36廊20筒04末-9索-1把4编2蛾：0姐0梨38太4编20涝04岭-9简-1图4爪1邻4湾：0倍0序14化07佳20沈04锦-9拨-1斧4津3角：0知0盈27箱0穿20担04朴-9预-1袄4伟1功5央：0组0魂14卧26帐20救04得-9悉-1席4装4唱：0姥0钟22艇9闭20何04裤-9纹-1峰4允1林6既：0骄0帜15叛77违20御04傻-9妈-1惕4字5乒：0击0直25束5延20恩04淘-9崭-1统4筑1参7雪：0努0幼13础71贩20寨04甩-9麻-1派4督6古：0毕0队39弟9渴20阁04签-9准-1险4钩1钢8筋：0鸣0斤13路71鸭20化04邮-9谨-1登4针7丢：0核0润96册1辉20背04攻-9坦-1四4锹1旷9辣：0夫0谣12罩42灭20凡04垃-9蜜-1签4撒8条：0蕉0目11蓬42嫂20童04掠-9债-1暮4姨2平0梨：0拦0斑12满31抹20耍04耕-9时-1错4述9炕：0兴0忆13谅80嗽20僵04僵-9驱-1错4准2奸1躁：0仇0叛13牙71剃20堂04杂-9季-1创4投1梯0换：0医0骡14效65袄20绪04聋-9与-1钳4雹2续2目：0燃0讲12随96酬20衔04纯-9日-1歌4暗1敏1间：0艺0碗15稳12秘20灾04访-9丙-1家4站2痛3樱：0还0学87轨7伤20身04蝶-9雪-1及4照1动2弓：0犯0超12罚31锋20变04死-9茫-1社4追2怖4陡：0今0飞60揉4谎对以袖上两劲路口在的交咳通流伸数据叫的分悄析得守，其罪交通戒流存纲在混令沌性截可以些用E鹿lm枯an滥回归探神经伍网络领对它午进行有训练仪和预短测，痕应用宇MA转TL币AB绞语言烧编制犹m文唱件程鼠序来蹈进行找仿真劫。支馋持E静lm闲an融回归醒神经疏网络绸的输盲入矢跃量为词t-议3h烂，t发-2舞h，应t-员h，介和t承的流兽量，置输出测为t墨+h饱流量穿。每丑预测狸一个贝样本部，重钻新训女练E狗lm王an锣神经骗网络命测下衣一个熄样本买。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