پیش‌بینی سفر با هدف خرید (برخط و برون‌خط) با بهره‌گیری از رویکرد تلفیقی گرگ خاکستری و یادگیری عمیق (نمونه موردی شهر تهران)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده عمران، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

3 استاد، دانشکده علوم و فناوری‌های همگرا، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

10.22034/tri.2023.412304.3179

چکیده

یکی از مسائل مهم در زمینه تجارت الکترونیک، سیستم حمل و نقل، کنترل آلایندگی و مباحث پایداری، ارزیابی نوع سفر به منظور خرید برخط و برون‌خط است. بر این اساس، در این پژوهش تلاش شد تا با جمع‌آوری اطلاعات خرید ۱۰۰۰ نفر از ساکنین مناطق ۲ و ۵ تهران در سال 1399، از یک رویکرد تلفیقی مبتنی بر یادگیری ماشین به منظور تخمین نوع سفر با هدف خرید استفاده شود. رویکرد پیشنهادی شامل الگوریتم تلفیقی گرگ خاکستری و شبکه کانولوشنال عمیق می‌باشد. کاربرد الگوریتم بهینه‌ساز گرگ خاکستری از آن جهت حائز اهمیت است که می‌تواند علاوه بر تنظیم هایپرپارامترهای شبکه کانولوشن، به صورت همزمان عملیات انتخاب ویژگی را نیز انجام دهد. نتایج نشان داد که روش پیشنهادی با انتخاب 7 ویژگی از ۱0 ویژگی اولیه توانسته به دقت تخمین برابر با 81/97 درصد با معیار MSE برابر با 325/0 برسد. همچنین مقایسه عملکرد روش پیشنهادی با روش‌های دیگر نشان داد که پس از الگوریتم پیشنهادی با دقت 81/97 درصد، دقت مدل‌های یادگیری عمیق تکی، شبکه عصبی MLP، درخت تصمیم و KNN به ترتیب برابر با 63/95 ، 12/90 ، 49/86 و 16/80 درصد می‌باشد. نتایج این پژوهش دید وسیع و شفافی به برنامه‌ریزان حمل‌و‌نقل، مدیران کسب‌و‌کارهای برخط و مدیران قانون‎گذار در توسعه حمل‌و‌نقل شهری خواهد داد. این نتایج باعث طراحی مؤثر استراتژی‌ها، کاهش هزینه‌های حمل‌و‌نقل، کاهش آلایندگی هوا و رضایت شهروندان را در برخواهد داشت که همگی منتج به توسعه پایدار خواهد شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Predict the Shopping Trip (Online and Offline) using a combination of a Gray Wolf Optimization Algorithm (GWO) and a Deep Convolutional Neural Network: A case study of Tehran, Iran

نویسندگان [English]

  • MohammadHanif Dasoomi 1
  • Ali Naderan 2
  • Tofigh Allahviranloo 3
1 Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 Professor, Department of Mathematical Sciences, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Online and offline shopping trips affect various aspects of urban life, such as e-commerce, transportation systems, and sustainability. To evaluate the factors that influence shoppers' choices, we propose a hybrid machine learning model that combines a gray wolf optimization algorithm and a deep convolutional neural network. We apply this model to estimate shopping trips based on a survey of 1000 active e-commerce users in districts 2 and 5 of Tehran, who made successful orders in both online and offline services in 2020. The gray wolf optimization algorithm performs feature selection and hyperparameters tuning for the deep convolutional neural network, which is a powerful deep learning model for image recognition and classification. Our model achieves an accuracy of 97.81% with an MSE of 0.325 by selecting seven out of ten features. The most important features are delivery cost, delivery time, product price, and car ownership. In addition, comparing the performance of the proposed method with other methods showed that the proposed algorithm with an accuracy of 97.81%, the accuracies of the single deep learning model, MLP neural network, decision tree, and KNN models were 95.63%, 90.12%, 86.49%, and 80.16%, respectively. This study offers valuable insights for transportation planners, e-commerce managers, and policymakers. It aims to help them design effective strategies to reduce transportation costs, lower pollutant emissions, alleviate urban traffic congestion, and enhance user satisfaction all while promoting sustainable development.

کلیدواژه‌ها [English]

  • online shopping trips
  • offline shopping trips
  • gray wolf optimization
  • deep neural network model
  • sustainable development