مدل پیش بینی کوتاه مدت سرعت متوسط غیرمجاز با رویکرد یادگیری ماشین
نویسندگان
1 گروه حمل و نقل ریلی، دانشکده مهندسی راه آهن، دانشگاه علم و صنعت ، تهران، ایران
2 دانشجوی دکتری برنامه ریزی حمل و نقل ریلی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
doi
10.22119/jte.2021.251861.2484چکیده
سرعت غیرمجاز یکی از عوامل اصلی وقوع تصادفات رانندگی است. در اثر سرعت غیرمجاز در راههای برونشهری نه تنها احتمال وقوع تصادف افزایش پیدا میکند بلکه بر شدت تصادفات نیز افزوده میشود، لذا کنترل سرعت امری واجب به نظر میرسد. نکته حائز اهمیت دیگر تلاش برای جلوگیری از وقوع تخلف سرعت غیرمجاز است. در این پژوهش سرعت متوسط ترافیک برای محور خرمآباد به اراک برای آینده نزدیک پیشبینی میشود. چنانچه سرعت متوسط پیشبینی شده به سرعت مجاز نزدیک یا از آن بیشتر شود، میتوان قبل از وقوع حادثه تمهیدات لازم بهمنظور کاهش سرعت متوسط ترافیک به وسیله استفادهکنندگان از راه یا گردانندگان سیستم اندیشیده شود. بهمنظور پیشبینی سرعت متوسط ترافیک، داده ترافیکی محور یاد شده توسط دستگاههای سرعتسنج در سالهای اخیر ثبت شده است. استخراج ویژگیهای مؤثر بر سرعت ترافیک نیز سبب تکمیل شدن مجموعه داده شده میشود تا بتوان از این ویژگیها برای پیشبینی سرعت متوسط استفاده کرد. سه مدل ماشین بردار پشتیبان، شبکه عصبی مصنوعی و شبکه عصبی مصنوعی بازگشتی بهعنوان سه روش مبتنی بر یادگیری ماشین مورد استفاده قرار گرفتهاند. هر سه روش قابلیت تحلیل دادههای حجیم ترافیکی را داشته و در ضمن روش شبکه عصبی مصنوعی بازگشتی بهعنوان یک روش مبتنی بر یادگیری عمیق تطابق بیشتری با ماهیت سری زمانی داده دارد. نتایج نشان میدهد برای هر دو جهت رفتوبرگشت این محور، زمانی که تنها از ویژگیهای تقویمی و آبوهوا استفاده شود میانگین درصد خطای مطلق مدلها بین 8/2 تا 1/5 درصد است و درصد پیشبینی صحیح سرعتهای بالای 85 کیلومتر بر ساعت بالای 80 درصد است. همچنین با افزودن مقادیر مشاهده شده سرعت در بازه زمانی 3 تا 8 ساعت گذشته بهعنوان متغیر پیشبینی کننده، میانگین درصد خطای مطلق مدلها به 5/2 تا 6/4 درصد تقلیل پیدا میکند.