基于遗传神经网络的路面使用性能评价预测.pdf

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1、第４２卷，第４期公路工程Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．４２０１７年８月ＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｕｇ．，２０１７基于遗传神经网络的路面使用性能评价预测郭玲玲（江西科技学院，江西南昌３３００９８）［摘要］基于遗传神经网络算法，在进行高速公路路面使用性能评价与预测时，引入遗传神经网络，建立高速公路路面使用性能评价与预测模型，通过该模型，评价和预测了吉林某高速公路路面使用性能。结果表明：与ＢＰ网络预测ＰＣＩ的结果相比，遗传神经网络预测ＰＣＩ的结果与高速路面ＰＣＩ实际值误差缩小更明显，这表明遗传神经网络

2、模型预测精度得到很大程度提高。测试结果说明，本研究提出的遗传神经网络预测方法是可行的，它可以作为高速路面一种有效预测手段，提供科学方法进行公路路面使用性能的评价与预测。［关键词］遗传神经网络；路面性能；评价预测；ＰＣＩ［中图分类号］Ｕ４１６２１［文献标识码］Ａ［文章编号］１６７４—０６１０（２０１７）０４—０２２３—０５ＰａｖｅｍｅｎｔＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＥｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＧｅｎｅｔｉｃＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋＧＵＯＬｉｎｇｌｉｎｇ（ＪｉａｎｇｘｉＵ

3、ｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ，Ｊｉａｎｇｘｉ３３００９８，Ｃｈｉｎａ）［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｇｅｎｅｔｉｃｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｅｘｐｒｅｓｓｗａｙｐａｖｅｍｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈｗａｙｐａｖｅｍｅｎｔｕｓｉｎｇｇｅｎｅｔｉｃｎｅｕｒａｌｎ

4、ｅｔｗｏｒｋｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，ｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＪｉｌｉｎｈｉｇｈｓｐｅｅｄｈｉｇｈｗａｙｐａｖｅｍｅｎｔＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ：ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅＢＰｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｔｏｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆＰＣＩ，ＰＣＩｐｒｅｄｉｃｔ

5、ｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｈｉｇｈｓｐｅｅｄｐａｖｅｍｅｎｔＰＣＩａｃｔｕａｌｖａｌｕｅｅｒｒｏｒｉｓｒｅｄｕｃｅｄｂｙｍｏｒｅｏｂｖｉｏｕｓｇｅｎｅｔｉｃｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ，ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｇｒｅａｔｌｙＴｈｅｔｅｓｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈ

6、ｉｓｓｔｕｄｙｉｓｆｅａｓｉｂｌｅ，ｉｔｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅａｎｓｏｆｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｐａｖｅｍｅｎｔ，ｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｍｅｔｈｏｄｏｆｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄｆｏｒｅｃａｓｔｆｏｒｈｉｇｈｗａｙｐａｖｅｍｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｇｅｎｅｔｉｃｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ；ｐａｖｅｍｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ；ＰＣＩ其缺陷是自身收敛慢，易陷于局部收敛，建模较困

7、１概述［６－８］难。高速公路路面使用性能数据在通常情况下路面管理系统核心组成部分是预测路面使用性离散性较大，较适宜采用神经网络的预测方法。在［１－３］能。对路面使用性能进行预测，可为选择养护预估路面性能时，神经网络技术具有良好的适用对策提供一定的信息支持，并提供一定的决策支持性。学习效率较慢是传统ＢＰ神经网络最大的不［４］［９］养护策略的长期规划。影响路面使用性能因素足，局部最优有较大的出现几率。遗传算法ＧＡ具有多样性、不确定性和复杂性，由于数学形式的属于自适应全局优化算法，用染色体表示每个可能限

8、制，使用的数模型时，传统预测方法仅能考虑单的问题解，通过对染色体的复制，寻优计算使用变［５］一因素，无法反映出复杂的路面使用性能。异和交换进行，鲁棒性及全局性很强，具有较好的人工智能的两个重要分支是遗传算法和神经网适应性，其搜索速度快，全局随机搜索能力较［１０］络，一般数学方法难以解决的问题，两者都能有效好。本文基于遗传神经网络算法，对路面使用解决。在评价路面使用性能中，网络使用较多，但性能进行了评价和预测。［收稿日期］２０１７－０３－０２［作者简介］郭玲玲（１９８３－），女，河北