Evaluation of machine learning algorithms as predictive tools in road safety analysis
Notice bibliographique
Résumé
The Highway Safety Manual (HSM)’s road safety management process (RSMP) represents the state-of-the-practice procedure that transportation professionals employ to monitor and improve safety on existing roadway sites. RSMP requires the development of safety performance functions (SPFs), which are the key regression tools in the Highway Safety Manual’s RSMP used to predict crash frequency given a set of roadway and traffic factors. Although developing SPFs using traditional regression modeling have been proven to be reliable tools for road safety predictive analytics, some limitations and constraints have been highlighted in the literature, such as the assumption of a probability distribution, selection of a pre-defined functional form, a possible correlation between independent variables, and possible transferability issues. An alternative to traditional regression models as predictive tools is the use of Machine Learning (ML) algorithms. Although ML provides a new modeling technique, it still has made-in assumptions and their performance in collision frequency modeling needs to be studied. This research 1) compares the prediction performance of three well-known ML algorithms, i.e., Support Vector Machine (SVM), Decision Tree (DT), and Random Forest (RF), to traditional SPFs, 2) conducts sensitivity analysis and compare ML with the functional form of the negative binomial (NB) model as default traditional regression modeling technique, and 3) applies and validates ML algorithms in network screening (hotspot identification), which is the first step in the RSMP. To achieve these objectives, a dataset of urban signalized and unsignalized intersections from two major municipalities in Saskatchewan (Canada) were considered as a case study.\nThe results showed that the ML prediction accuracies are comparable with that of the NB model. Moreover, the sensitivity analysis proved that ML algorithms predictions are mostly affected by changes in traffic volume, rather than other roadway factors. Lastly, the ML-based measure consistency in identifying hotspots appeared to be comparable to SPF-based measures, e.g., the excess (predicted and expected) average crash frequency. Overall, the results of this research support the use of ML as a predictive tool in network screening, which provides transportation practitioners with an alternative modeling approach to identify collision-prone locations where countermeasures aimed at reducing collision frequency at urban intersections can be installed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,379 | 0,000 |
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.
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 tête enseignante, 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 ».