پژوهشنامه حمل و نقل

پژوهشنامه حمل و نقل

تحلیل شدت تصادفات وانت‌بارها در ایران با استفاده از مدل‌های یادگیری ماشین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه بجنورد، بجنورد، ایران
10.22034/tri.2026.595944.3497
چکیده
با وجود شدت بالای تصادفات وانت‌بارها، مطالعات متمرکز بر این ناوگان در ایران محدود بوده است. نوآوری این پژوهش ارائه یک چارچوب یکپارچه برای مدل‌سازی شدت تصادف است که پیش‌پردازش جامع، گسسته‌سازی نظارت‌شده و یک روش انتخاب ویژگی ترکیبی برای مدیریت ابعاد داده‌ها را هم‌زمان به کار می‌گیرد؛ رویکردی که در مطالعات پیشین کمتر گزارش شده است. در این راستا، پژوهش حاضر با هدف شناسایی عوامل مؤثر بر شدت تصادفات وانت‌بارها، ۱۶۲,۷۴۵ گزارش تصادف کشور طی سال‌های ۱۳۹۳ تا ۱۳۹۷ را تحلیل کرد. پس از پاک‌سازی داده‌ها، جانشانی مقادیر گمشده، گسسته‌سازی نظارت‌شده متغیرهای پیوسته و کدگذاری، ۱۹۱ متغیر دودویی تولید شد. در انتخاب ویژگی بازگشتی، مدل جنگل تصادفی در هر گام بر داده‌های آموزشی با متغیرهای باقی‌مانده برازش شد و در هر تکرار سه ویژگی با کمترین اهمیت مبتنی بر شاخص ناخالصی حذف گردید. آزمون ویلکاکسون زوجی با اصلاح هولم نشان داد عملکرد مدل با ۵۰ ویژگی تفاوت معناداری با حالت ۱۹۱ ویژگی ندارد. سپس مدل‌های ماشین بردار پشتیبان، درخت تصمیم، تقویت گرادیان حدی، جنگل تصادفی، جنگل تصادفی متوازن، نزدیک‌ترین همسایگی و نزدیک‌ترین همسایگی مبتنی بر تحلیل مؤلفه های اصلی بر روی مجموعه آموزشی برازش یافته و روی مجموعه آزمون ارزیابی شدند. تقویت گرادیان حدی بر اساس ضریب همبستگی ماتیوس، میانگین هندسی، صحت و صحت متوازن بهترین عملکرد را داشت. تحلیل شاپلی نشان داد برخورد با یک/چند وسیله، جلو به عقب و برخورد با شی ثابت با کاهش، و تصادف عابر پیاده، موتورسیکلت و رخ‌به‌رخ با افزایش شدت تصادف همراه‌اند. شدت تصادف در خراسان رضوی، شب، خیابان اصلی و مناطق مسکونی بیشتر است. همچنین برند پیکان، گواهینامه ب۱ و گمشده بودن گواهینامه با افزایش، و برند زامیاد و گواهینامه پایه ۳ با کاهش شدت تصادف مرتبط‌اند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Pickup-Truck Crash Severity Analysis in Iran Using Machine Learning Models

نویسنده English

Seyed Iman Mohammadpour
Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Bojnord, Bojnord, North Khorasan, Iran
چکیده English

Despite the high severity of pickup truck crashes, research focused on this fleet in Iran remains limited. This study introduces an integrated framework for modeling crash severity, utilizing comprehensive preprocessing, supervised discretization, and a hybrid feature selection method to manage data dimensionality—an approach rarely reported in previous studies. To identify key determinants, the study analyzed 162,745 national crash reports (2014–2018). Following data cleaning, missing value imputation, and supervised discretization, 191 binary variables were generated. Recursive feature elimination was performed using a Random Forest model, removing the three least important features (based on Gini impurity) in each iteration. A Wilcoxon signed-rank test with Holm correction confirmed that model performance with 50 features was not significantly different from the 191-feature model. The study then evaluated several models: Support Vector Machine (SVM), Decision Tree, Extreme Gradient Boosting (XGBoost), Random Forest, Balanced Random Forest, K-Nearest Neighbors (KNN), and PCA-based KNN. XGBoost demonstrated the best performance across Matthews Correlation Coefficient, geometric mean, accuracy, and balanced accuracy metrics. Shapley analysis indicated that collisions with other vehicles (rear-end) and fixed objects are associated with lower severity, while pedestrian, motorcycle, and head-on collisions correlate with higher severity. Crash severity is elevated in Khorasan Razavi, at night, on main streets, and in residential areas. Furthermore, the Paykan vehicle brand, B1 licenses, and missing license status are linked to increased severity, whereas the Zamyad brand and Class 3 licenses are associated with reduced severity.

کلیدواژه‌ها English

classification
preprocessing
traffic safety
feature selection
crash severity

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 29 مهر 1405