Title

應用人工智慧演算法於單向道路方向規劃問題

Translated Titles

Artificial Intelligence Approaches for the One-Way Road Orientation Planning Problem

Authors

蔡宗育

Key Words

單向道路方向規劃問題 ; 免疫演算法 ; 基因演算法 ; 粒子群演算法 ; 田口方法 ; One-Way Road Orientation Planning Problem ; Immune Algorithm ; Genetic Algorithm ; Particle Swarm Optimization ; Taguchi Method

PublicationName

虎尾科技大學工業管理系工業工程與管理碩士班學位論文

Volume or Term/Year and Month of Publication

2017年

Academic Degree Category

碩士

Advisor

謝益智

Content Language

繁體中文

Chinese Abstract

舉辦大型活動時,常因參與者同時進入場地及動線規劃不佳,進而造成場地周邊交通壅塞及道路混亂之現象。本研究探討單向道路方向規劃問題,此問題主要目的是提出一個有效的方法,將舉辦大型活動場地周邊既有的道路規劃成適當的單向通行路線,減少交通壅塞及路線混亂之現象,以便快速的疏通龐大的車流與人潮,使參與者能如期進入活動場地內,讓活動能順利進行。 本研究運用三種人工智慧演算法,包含免疫演算法(Immune Algorithm, IA)、基因演算法(Genetic Algorithm, GA)以及粒子群演算法(Particle Swarm Optimization, PSO),探討單向道路方向規劃問題,並提出新的編碼方式解決此問題。測試問題分為兩個部分,第一部分是格線問題,第二部分是實際的地圖問題。本研究將比較此三種演算法對此單向道路方向規劃問題的表現,實驗結果顯示,免疫演算法的求解品質優於其他兩種演算法,而粒子群演算法的求解速度優於其他兩種演算法。

English Abstract

In the event of large-scale activities, participants often leave the venue at the same time and it usually results in traffic congestion and road chaos near the site due to the improper traffic planning. The main purpose of this study is to propose an effective coding scheme to investigate the one-way orientation planning problem. In this paper, we use three artificial intelligence approaches to schedule the existing roads near large-scale activities into one-way routes and to reduce the road congestion and increase the traffic flow. In this thesis, it is assumed that participants of the activity need to return to their community after the event. If the number of vehicles to the community in the activity site is known, the problem to be addressed in this study is how to plan the one-way orientation of roads near the site such that the huge traffic can be quickly reduced. In this study, we propose a new coding scheme imbedded in algorithms to solve the one-way orientation planning problem. Finally, we apply three artificial intelligence algorithms, including Immune Algorithm (IA), Genetic Algorithm (GA), Particle Swarm Optimization (PSO) to solve the one-way road orientation planning problem. There are two sets of test problems in this thesis, namely, (1) designed grid problems, and (2) practical map problems. We compare the performance of these three algorithmsfor for the one-way road orientation planning problems. Nnumerical results show that Immune Algorithm is superior to the other two algorithms and Particle Swarm Optimization is faster than the other two algorithms.

Topic Category 管理學院 > 工業管理系工業工程與管理碩士班
工程學 > 工程學總論
社會科學 > 管理學
Reference
  1. [2]吳啟誠,2009,基因演算法於結構拓樸最佳化之應用,中原大學土木工程學系碩士論文。
    連結:
  2. [3]李倩瑜,2014,應用基因演算法結合時間序列於台灣地區鋼鐵價格漲跌幅之預測,國立臺北科技大學工業工程與管理系碩士班碩士論文。
    連結:
  3. [6]林鄉邑,2013,應用人工智慧演算法於電動機車充電站設址問題,國立虎尾科技大學工業工程與管理研究所碩士論文。
    連結:
  4. [7]林義清,2016,應用田口方法於回收溶劑蒸餾參數最適化研究,國立屏東科技大學工業管理系碩士論文。
    連結:
  5. [8]林豐澤,2005,「演化式計算下篇:基因演算法以及三種應用實例」,文化大學應用數學系智慧科技與應用統計學報,頁29-56。。
    連結:
  6. [10]洪歆雅,2007,整合類神經網路與粒子群演算法為輔之模糊神經網路於供應商選擇之應用,國立臺北科技大學工業工程與管理系碩士班碩士論文。
    連結:
  7. [13]陳清良,2014,應用類神經網路與粒子群演算法於冰水主機負載分配最佳化,國立臺北科技大學能源與冷凍空調工程系博士班博士論文。
    連結:
  8. [14]陳維德,2009,應用免疫演算法最佳化火力機組調派,國立臺北科技大學電機工程系碩士班碩士論文。
    連結:
  9. [17]鄧宗倫,2010,應用人工智慧演算法於最佳消毒作業之時窗限制車輛途程問題,國立虎尾科技大學工業工程與管理碩士班碩士論文。
    連結:
  10. [19]謝復恩,2012,免疫演算法應用於公路危險物品救援站區位指派之研究-以第三類易燃性液體為例,淡江大學運輸管理學系運輸科學碩士班碩士論文。
    連結:
  11. [23]Aly, A.A., 2011,”Optimization of Desiccant Absorption System Using a Genetic Algorithm” ,Journal of Software Engineering and Applications, Vol.4, No.9, pp.527-533.
    連結:
  12. [24]Holland, J., 1975, Adaptation in Natural and Artificial Systems, University of Michigan Press, Ann Arbor.
    連結:
  13. [25]Homburger, W.S., 1988, Fundamentals in traffic engineering, 12th edition, Vol.4
    連結:
  14. [27]Kennedy, J., & Eberhart, R., 1995, ”A new optimizer using particle swarm theory” , Proceedings of the Sixth International Symposium on Micro machine and Human Science, Vol. 1, pp.39-49
    連結:
  15. [28]Malviya, R., & Pratihar, D.K., 2011, ”Tuning of neural networks using particle swarm optimization to model MIG welding process” ,Computers & Industrual Engineering, Vol. 1, Iss. 4, pp.223-235.
    連結:
  16. [29] Mansour, R.F., 2012, ” Using Genetic Algorithm for Identification of Diabetic Retinal Exudates in Digital Color Images” ,Journal of Intelligent Learning Systems and Applications, Vol. 4, No. 3, pp.188-198.
    連結:
  17. [30]Michalewicz, Z., 1996, ”Genetic Algorihm + Data Structurs = Evolution Programa” , 3rd Edition, Springer-Verlag, New York.
    連結:
  18. [31]Najjari, M., & Guilbault, R., 2015, ” Formula derived from particle swarm optimization (PSO) for optimum design of cylindrical roller profile under EHL regime” , Mechanism and Machine Theory, Vol. 90, pp.162-174.
    連結:
  19. [1]艾嘉銘,1984,設置單行道系統民意調查分析,國立交通大學運輸與物流管理系碩士論文。
  20. [4]李輝煌,2015,田口方法-品質設計的原理與實務(4版),高立圖書有限公司,新北市。
  21. [5]周冠廷,2011,加強預測型免疫演算法之機器人路徑規劃與系統應用,國立臺灣科技大學電機工程系碩士論文。
  22. [9]姚信任,2015,基因演算法在Matlab單一程式多工處理之設計與分析,東海大學資訊工程學系研究所碩士論文。
  23. [11]張永信,2013,應用田口方法於熱加壓烤箱在半導體封裝薄膜氣洞之改善,逢甲大學機械與電腦輔助工程學系碩士論文。
  24. [12]許蓁晏,2015,開發基於多目標粒子群演算法之輪圈製造自動化虛實模擬服務,國立高雄第一科技大學電機工程研究所碩士論文。
  25. [15]黃國卿,1995,「簡介圖論演算法」,數學傳播19卷,3期。
  26. [16]楊睿學,2013,應用田口方法於機械手臂運動發塵之改善,逢甲大學機械與電腦輔助工程學系碩士論文。
  27. [18]鄭金林,2015,整合基因演算法與灰預測模型於室內溫度預測之研究,國立臺北科技大學自動化科技研究所碩士論文。
  28. [20]謝毓哲,2016,應用田口方法探討傳統製麵廠烏龍麵製程最佳化品質,國立雲林科技大學工業工程與管理系工業工程組,碩士論文。
  29. [21]蘇朝墩,2013,品質工程-線外方法與應用,前程文化有限公司,新北市。
  30. [22]Ahmadi, A., Bouanani, F.E., Hussain, B., & Benghabrit, Y., 2013,”A Novel Decoder Based on Parallel Genetic Algorithms for Linear Block Codes” , International Journal of Communications, Network and System Sciences ,Vol 6, No.1, pp66-76.
  31. [26]Jeme, N.K., 1973, ”The Immune System” , Scientific America, Vol. 229, No.1, pp.52-60.
  32. [32]Premalatha, B., Divya, D., Abinaita, N., & Monisha, S., 2013, ”Particle swarm optimization based placement and routing of hardware tasks in 2d homogeneous FPGAS” ,Intermatioanl Journal of Scientific & Engineering Research, Vol. 4, No. 3, pp.1-6.
Times Cited
  1. 涂榮城(2017)。應用人工智慧演算法於多選擇性及固定參觀時間之博物館路徑問題。虎尾科技大學工業管理系工業工程與管理碩士班學位論文。2017。1-73。