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Enregistrement W4407837134 · doi:10.1016/j.eswa.2025.127002

How effective are discrete-continuous multi-task learning compared to single-output models? Insights from travel mode and departure time analysis

2025· article· en· W4407837134 sur OpenAlexafffund
Mohamad Ali Khalil, Mahmudur Rahman Fatmi

Notice bibliographique

RevueExpert Systems with Applications · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueTraffic Prediction and Management Techniques
Établissements canadiensOkanagan University CollegeUniversity of British Columbia, Okanagan Campus
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésComputer scienceTask (project management)Mode (computer interface)Travel timeMulti-task learningArtificial intelligenceHuman–computer interactionEconomics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

In travel behaviour research, joint modelling exercises capturing the interdependencies among multiple decisions have predominantly relied on theory-driven econometric models. While data-driven techniques hold significant promise, existing studies predominantly focus on discrete-discrete output models, neglecting the complexity of mixed decision types inherent in travel behaviour. Many interdependent travel decisions involve mixed decision types; for example, travel mode choice is discrete, while departure time is continuous. Ignoring these inherent dynamics may lead to biased model estimations and flawed policy implications. This underscores the need for joint ML approaches that accommodate discrete–continuous decision scenarios. In this study, we develop artificial neural networks (ANNs) to jointly model travel mode as a discrete choice and departure time as a continuous variable. The jointness is achieved by using shared hidden layers in the neural network, allowing the model to learn common features that influence both travel mode choice and departure time. At first, we evaluate two ANN architectures: hard-parameter sharing (HP-MTL), which involves shared layers and task-specific layers within the ANN, and cross-stitch (CS-MTL), which introduces a more flexible sharing mechanism by learning weighted combinations of activations from task-specific layers. Both models are compared against single-output neural network (SO-NNx) and econometric models, with additional evaluation of prediction speed across synthetic datasets of varying sizes. The results show that the CS-MTL (i.e., more complex architecture) performed almost similarly to SO-NNx in most performance measures but did worse than the HP-MTL, likely due to negative learning , where increased complexity does not improve performance given the nature of the task interdependencies. For departure time prediction, HP-MTL improved the R 2 by 21.4 % and reduced the mean squared error (MSE) by 8.3 % compared to the SO-NNx and achieved 4.7-fold and 27 % improvements over the hazard model. In travel mode choice, HP-MTL delivered modest accuracy gains overall—with a particularly ∼10 % improvement for transit mode predictions. In contrast, more sophisticated MTL architectures adapted mainly from computer vision performed worse than the SO-NNx. In terms of speed, HP-MTL was 35–45 % faster than SO-NNx, while econometric models were about 2 times faster. The findings of this research add capacity to transportation modelling literature in exploring, using, and assessing the suitability of using ML to model joint discrete–continuous decisions.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,982
Score d'incertitude au seuil0,817

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,007
Tête enseignante GPT0,213
Écart entre enseignants0,206 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations3
Publié2025
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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