Interpretable State-Space Model of Urban Dynamics for Human-Machine Collaborative Transportation Planning
Notice bibliographique
Résumé
Strategic Long-Range Transportation Planning (SLRTP) is pivotal in shaping prosperous, sustainable, and resilient urban futures. Existing SLRTP decision support tools predominantly serve forecasting and evaluative functions, leaving a gap in directly recommending optimal planning decisions. To bridge this gap, we propose an Interpretable State-Space Model (ISSM) that considers the dynamic interactions between transportation infrastructure and the broader urban system. The ISSM directly facilitates the development of optimal controllers and reinforcement learning (RL) agents for optimizing infrastructure investments and urban policies while still allowing human-user comprehension. We carefully examine the mathematical properties of our ISSM; specifically, we present the conditions under which our proposed ISSM is Markovian, and a unique and stable solution exists. Then, we apply an ISSM instance to a case study of the San Diego region of California, where a partially observable ISSM represents the urban environment. We also propose and train a Deep RL agent using the ISSM instance representing San Diego. The results show that the proposed ISSM approach, along with the well-trained RL agent, captures the impacts of coordinating the timing of infrastructure investments, environmental impact fees for new land development, and congestion pricing fees. The results also show that the proposed approach facilitates the development of prescriptive capabilities in SLRTP to foster economic growth and limit induced vehicle travel. We view the proposed ISSM approach as a substantial contribution that supports the use of artificial intelligence in urban planning, a domain where planning agencies need rigorous, transparent, and explainable models to justify their actions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».