道路交通流短时预测算法研究及系统应用实现

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1、⑴f##硕士学位论文道路交通流短时预测算法研究及系统应用实现作者姓名____________张振洪_________学科专业控制理论与控制工程指导教师徐建闽教授______所在学院自动化科学与工程学院论文提交日期2015年5月ResearchonRoadTrafficFlowShort-termPredictionAlgorithmandtheApplicationandImplementationofSystemADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhangZhenhongSuperviso

2、r：Pro.fXuJianminSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou，China分类号：U495学校代号：10561学号：201220113802华南理工大学硕士学位论文道路交通流短时预测算法研究及系统应用实现作者姓名：张振洪指导教师姓名、职称：徐建闽教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：控制理论与控制工程研究方向：智能交通控制论文提交日期：2015年5月4日论文答辩日期：2015年6月4日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：许伦辉委员：许伦辉、翁小雄、刘伟铭华南理工大学学位论文原

3、创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研宄所取得的研宄成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：j权日期：年6月6日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可

4、以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在_____年解密后适用本授权书。乂/不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。'(请在以上相应方框内打“V”）日期：X年6月多日日期：广年（月£日忭有跃乐电W:电子邮箱：联系地址(含邮编）：摘要随着我国汽车需求量和保有量持续快速增长，由此引起的交通拥堵、交

5、通安全、尾气污染等问题日益给城市居民的生活带来严重影响。国内外的研究实践表明，通过建设信息化、智能化的交通管理系统是提高交通管理水平，缓解城市交通问题的有效手段。本文以广州市南沙区智能交通管控系统项目为研究背景，围绕道路交通流短时预测和智能交通管控系统的建设等方面展开，全文主要内容包括以下几个方面：（1）对本文的选题背景和研究意义进行了简要阐述，并对道路交通流的基本理论、交通流短时预测的基本概念、交通流数据获取方法以及基于道路交通流当量进行预测的数据预处理方法进行了简要介绍。（2）对经典BP神经网络预测算法进行研究，针对经典BP神经神经网络模型的收敛速度慢和容

6、易陷入局部最小值的缺点，利用梯度下降法和牛顿法进行改进，然后对改进后的BP神经网络基于车流量当量数据进行仿真验证。仿真表明，改进后的BP神经网络预测模型整体具有较好的预测效果，但在流量突变等情况下预测效果有待提升。（3）考虑到改进的BP神经网络预测模型在流量突变等情况下预测效果较差的问题，分别采用了基于经验划分和基于K-means聚类划分的混合模型进行改进，其整体思路是先采用经验方法或K-means聚类方法对交通流进行分类，然后根据分类结果将交通流分割为几个具有较大关联度的区域，再对每个区域建立相应的预测模型。仿真分析表明，两混合模型对道路车流量突变等情况均能

7、够显著提高预测的准确度，且两类混合模型在整体预测效果上也分别具有5.62%和11%的提升。综合对比表明，基于K-means聚类算法的混合模型的改进效果优于基于经验划分的混合模型6.39%。（4）最后，综合考虑南沙区智能交通管控系统建设的业务需求和系统建设要求。详细完成了整个系统的逻辑功能设计、整体技术框架设计、数据库系统高可用设计以及系统逻辑业务模型设计等工作。同时，针对整个智能交通管控系统的实现也作了较为详细的介绍，并对系统的测试也进行了详细的说明。关键词：交通流预测；神经网络；交通流聚类；流量序列分割；智能交通管控系统IABSTRACTWithChina'

8、sautodemandandpopul