Spatiotemporal Deep Learning Models for Non-Recurring Congestion Prediction with Multiple Data Sources
Notice bibliographique
Résumé
Unexpected events, such as car crashes, result in non-recurring congestion (NRC), which increases the challenge of traffic management. Current NRC prediction methods are predominantly qualitative, leading to information loss, or quantitatively limited to single-step, short-term forecasts. This research introduces advanced quantitative, interpretability-enhanced, and spatio-temporal prediction methods with high spatial resolution, specifically tailored for NRC in highway and urban networks. For highway NRC, two novel deep learning models are introduced: the Dual-Stream Autoencoder Sequence-to-Sequence approach and the Two-Encoder-Decoder model with Attention mechanism (Att-2ED). Both models utilize separate encoders to independently process time-series speed data and static crash-related features. Additionally, the Att-2ED model incorporates an attention layer to prioritize input sequences. The models are developed and evaluated using real-world freeway data, demonstrating superior performance compared to existing benchmarks. Its effectiveness is further underscored through a comparative analysis of prediction accuracy across various congestion levels and crash severity. Moreover, the attention mechanisms incorporated in Att-2ED provide interpretability-enhanced predictions, highlighting the significance of the last 10-minute input in the prediction. For urban network NRC, this thesis introduces a hybrid predictive framework combining an attention-enhanced Graph Convolutional Network with LSTM (Att-GCN-LSTM) to predict long-term, network-level NRC, whose outputs are subsequently utilized by a linear regression model to estimate the resulting excessive CO_2 emissions. The Att-GCN-LSTM integrates historical traffic data, road network topology, and non-recurring (NR) event characteristics to predict traffic conditions. The framework is evaluated using simulation data representing road networks in Hamilton, Canada. Comparative evaluations against baseline models confirm the proposed framework's superior predictive performance across different conditions. Two additional case studies further demonstrate the model’s efficacy. Furthermore, the emission analysis indicates that NR events on higher-level roadways or of longer duration increase emissions, and this impact gradually diminishes over time. This research provides transportation agencies and traffic management professionals with powerful, interpretable predictive tools for effectively managing and mitigating congestion caused by NR traffic events.
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 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 | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 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 ».