模式參數分析

本節主要先介紹模式模擬環境及基本假設，再針對基因演算法所設定之初始 參數值來進行分析，以做為後續敏感度分析與情境分析參數設定之參考。

模式模擬環境介紹：

（一）模擬時間：2 小時

（二）路口形式：雙十字交叉路口，各方向皆為三車道。東西向為幹道，南北向 為支道。兩路口間旅行時間設定為固定 30 秒，即假設不考慮車輛速度的變 異。時制為簡單二時相，兩路口號誌連鎖或獨立依各種控制模式不同。路 口型態圖如下圖 5-1

圖 5-1 簡例驗證路口型態圖

（三）車輛紓解率：每個鄰近路段皆為三車道，每車道每小時 1200 輛。

（四）車輛到達率：三車道之流量總和設定情形如下圖 5-2。流量為五分鐘平均之

1 2

N

流量，設定每五分鐘內為相同之到達率。東西向幹道車流設 定為具尖離峰狀態狀態，兩路口南北向皆設定為固定流量。

東向車流設定為凸形，西向車流設定為下凹形。在此設定的 情況僅為檢驗模式的一種情境，後續將作情境分析，設計多 種不同流量情境進一步比較模式優劣。

0 20 40 60 80 100 120 140 160

5 55 105 時間（分）

流量

東向 西向 北向1 南向1 北向2 南向2

圖 5-2 簡例驗證之流量示意圖 模式參數與操作初始設定項目如下所示

基因演算法參數：

（一） 族群數：50

（二） 交配率：0.9

（三） 突變率：0.05

（四） 成熟率：80％

（五） 反覆停止條件：適合函數值誤差在 0.01 內即停止 其餘參數（詳見 4.2.2、4.3.2、4.3.3）：

（六） 推論方式：max-min 合成推論方式

（七） 解模糊化法：面積和之中心解模糊化法

（八） 推論之綠燈延長時間門檻值（未超過則不延長）：5 秒

（九） 每一次推論之最大綠燈延長時間：20 秒

（十） 最大綠燈時間：100 秒

（十一） 最小綠燈時間：20 秒

（十二）全紅時間：3 秒

針對基因演算法中交配率、突變率、族群數以及成熟率對本研究之四種 GFLC 控制模式分別進行模式參數分析。因為同亮、遞亮方式除兩組燈號相差一個 Offset 外，大致相同，所以在參數分析上，同時調整，並未分開。其交配率與突變率組 合、族群數變化以及成熟率設定分析結果如下：

表 5-1 交配率與突變率組合之延滯一覽表 車輛總延滯（車小時）

交配率 突變率

同亮、遞亮 GFLC 互亮 2 組 GFLC 0.01 63.05120 96.34590 57.10880 0.02 63.02213 96.80302 58.49596 0.03 63.01738 96.47739 55.65453 0.04 63.01055 96.34590 53.36373 0.7

0.05 63.01055 96.80398 56.52044 0.01 63.01738 96.34590 59.70465 0.02 63.01738 99.25710 58.44072 0.03 63.01055 98.79768 57.73296 0.04 63.01322 96.34590 48.73011 0.8

0.05 63.01055 96.80398 53.68732 0.01 63.02213 96.64043 55.15573 0.02 63.01361 96.34590 56.36987 0.03 63.00983 95.65262 54.15143 0.04 63.05120 96.93137 46.08848 0.9

0.05 63.01055 96.80398 57.13729

表 5-2 族群數變化之延滯一覽表 車輛總延滯（車小時）

族群數

同亮、遞亮 GFLC 互亮 2 組 GFLC

50 63.01055 96.80398 57.13729

車輛總延滯（車小時）

族群數

同亮、遞亮 GFLC 互亮 2 組 GFLC

60 63.05120 95.07850 61.03092

70 62.99816 96.47739 55.26131

80 63.00286 96.34590 54.68152

90 62.99816 96.34590 51.32582

100 63.01055 96.80398 49.98682

表 5-3 成熟率設定之延滯一覽表 車輛總延滯（車小時）

成熟率

同亮、遞亮 GFLC 互亮 2 組 GFLC

0.8 63.01055 96.80398 57.13729

0.85 63.01055 96.80398 51.10118

0.9 63.01055 96.34590 52.46285

0.95 63.01055 95.38216 51.20982

由表 5-1 可以發現，同亮、遞亮、互亮式 GFLC 系統在交配率 0.7～0.9、突變 率 0.01～0.05 之間，大多皆能演化出趨近最佳解世代。而以兩組 GFLC 控制模式 相對則有較大的變異，可能因為染色體長度較長。由表 5-2 可發現調整族群數參 數，同亮、遞亮、互亮系統差異仍舊較小。兩組 GFLC 控制方式則有較明顯隨著族 群數高，解的品質也較好。表 5-3 結果顯示，成熟率改變與控制績效在簡例中並 無明顯關係、趨勢，實際上對運算時間的影響較大。依據上述參數測試結果，依

下表 5-4 調整後之參數，進行之後的敏感度分析、情境分析與實例應用。

表 5-4 調整過之參數值一覽表

設定數值與方式 參數名稱與操作方式

同亮、遞亮 GFLC 互亮 2 組 GFLC

族群數 90 60 100

交配率 0.9 0.9 0.9

突變率 0.03 0.03 0.04

成熟率 80％ 95％ 85％

反覆停止條件 適合函數值誤差在 0.01 內即停止 推論方式 max-min 合成推論方式

解模糊化法 面積和之中心解模糊化法

綠燈延長時間門檻值 5 秒

每一次推論之最大綠燈延長時間 20 秒

最大綠燈時間 100 秒

最小綠燈時間 20 秒

全紅時間 3 秒

依調整過的參數，進行總延誤的計算，如下表 5-5。遞亮方式的 GFLC 為先調 整 Offset，再以 GFLC 求最佳解。其 Offset 與總延滯（TD）的關係，如下圖 5-3：

圖 5-3 調整參數後 Offset 與總延滯關係圖 GFLC

0 20 40 60 80

0 10 20 30 40

OFFSET TD

表 5-5 調整參數後，各模式之最小總延滯值

GFLC 總延滯

同亮 63.01055

遞亮（Offset*=30） 40.35928

互亮 96.80398

2GFLC 41.30186