انتقال‌پذیری مدل‌های یادگیری ماشین (مطالعه موردی سفرهای کاری شهرهای اسلامشهر و قزوین)

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 گروه برنامه‌ریزی حمل و نقل، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس
2 دانشجوی دکتری برنامه‌ریزی حمل‌ونقل، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
چکیده
این مطالعه به بررسی برنامه‌ریزی کارآمد حمل‌ونقل شهری از طریق پیش‌بینی تقاضای سفر می‌پردازد. با توجه به کمبود داده‌های جامع محلی در بسیاری از شهرها، انتقال‌پذیری مدل‌ها راهکاری مهم محسوب می‌شود. با وجود پیشرفت‌های چشمگیر در یادگیری ماشین، مطالعات اندکی به مقایسه همزمان عملکرد مدل‌های خطی و غیرخطی در پیش‌بینی تولید سفر پرداخته‌اند. این پژوهش، قابلیت انتقال دو مدل رگرسیون خطی چندگانه و جنگل تصادفی را برای پیش‌بینی تعداد سفرهای کاری روزانه خانوار، با استفاده از داده‌های پرسشنامه مبدأ-مقصد دو شهر اسلامشهر و قزوین، در چارچوب انتقال خالص (بدون تنظیم محلی) ارزیابی می‌کند. یافته‌ها نشان می‌دهد مدل جنگل تصادفی در جهت برتر انتقال از اسلامشهر به قزوین به ضریب تعیین ۰.۲۲۳ در مجموعه هدف دست می‌یابد، در حالی که این مقدار در جهت معکوس (قزوین به اسلامشهر) به ۰.۱۱۰ کاهش می‌یابد. همچنین، مدل رگرسیون خطی در جهت برتر خود (اسلامشهر به قزوین) ضریب تعیین ۰.۲۴۵ و در جهت معکوس ۰.۱۰۸ را نشان می‌دهد. نتایج، مزیت مدل‌های غیرخطی را در شرایط تغییر دامنه داده‌ها آشکار می‌سازد و بر لزوم ارزیابی همزمان معیارهای تبیین و خطا برای سنجش دقیق انتقال‌پذیری تأکید می‌کند. این پژوهش، کاربرد بالقوه مدل‌های یادگیری ماشین را در محیط‌های با داده‌ محدود، به تصویر می‌کشد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Transferability of Machine Learning Models: A Case Study of Work Trips in Eslamshahr and Qazvin

نویسندگان English

Amir Reza Mamdoohi 1
Mohammadreza Kamalinezhad 2
1 Transportation Planning Dept., Civil & Envi. Eng. Faculty, Tarbiat Modares University
2 PhD student in Transportation Planning, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده English

This study addresses efficient urban transportation planning through travel demand forecasting. Given the lack of comprehensive local data in many cities, model transferability is considered an important solution. Despite significant advances in machine learning, few studies have simultaneously compared the performance of linear and nonlinear models in trip generation forecasting. This research evaluates the transferability of two models, Multiple Linear Regression and Random Forest, for predicting daily household work trips, using origin-destination survey data from the cities of Eslamshahr and Qazvin, within a naïve transfer framework (without local calibration). The findings indicate that the Random Forest model achieves a coefficient of determination of 0.223 in the target dataset in the superior transfer direction (Eslamshahr to Qazvin), while this value decreases to 0.110 in the reverse direction (Qazvin to Eslamshahr). Additionally, the Multiple Linear Regression model achieves an R² of 0.245 in its best direction (Eslamshahr to Qazvin) and 0.108 in the reverse direction. The results reveal the advantage of nonlinear models under domain shift conditions and emphasize the necessity of simultaneously evaluating explanatory power and error metrics for accurate assessment of transferability. This research demonstrates the potential applicability of machine learning models in data-scarce environments.

کلیدواژه‌ها English

Model Transferability
Work Trip Prediction
Random Forest
Linear Regression
Transportation Data

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 29 مهر 1405

  • تاریخ دریافت 20 خرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 02 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 06 مهر 1405