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西安交通大学学报2024年第05期:考虑易用性和可解释性的自组织映射-即时学习风险预测框架

来源:期刊VIP网 时间:


作者:马潇驰;陆建;霍宗鑫;夏萧菡;

单位:东南大学江苏省城市智能交通重点实验室;东南大学现代城市交通技术江苏高校协同创新中心;东南大学交通学院;南洋理工大学土木与环境工程学院;

摘要:为提高风险预测系统的易用性和可解释性,提出基于自组织映射网络(SOM)改进的即时学习(JITL)风险预测框架。首先,应用SOM对数据样本进行聚类,并对聚类特征进行解释。进而,通过基于聚类结果的样本选择算法构建待测数据的相似样本集,在线上调用作为基学习器的支持向量机(SVM)进行建模并输出风险预测结果。最后,采用一个交通事故数据集对风险模型的性能进行测试,检验其精度、易用性和可解释性。结果表明:采用SOM-JITL策略的SVM模型,受试者工作状况曲线面积指标达到0.720,相比不使用该策略的传统SVM模型提高17.5%,精度较高;SOM-JITL模型构建所需参数调节工作少,具有较好的易用性;此外,SOM聚类结果准确识别出处于交通拥堵等高风险场景,与现实场景一致,具有可解释性。综上,SOM-JITL策略能有效提高基学习器的性能,达到精度、可解释性和易用性的平衡,有助于以低成本大规模推广风险预测系统。

关键词:机器学习;;风险预测;;易用性;;可解释性;;即时学习;;自组织映射

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52072071);; 江苏省交通运输科技资助项目(2022G02)