• شماره ركورد
    34267
  • پديد آورنده

    رايحه سادات موسوي

  • عنوان
    تاثير تغييرات آب و هوايي بر سوانح ريلي با استفاده از روش‌هاي يادگيري ماشين
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي حمل و نقل ريلي
  • سال تحصيل
    1402
  • تاريخ دفاع
    1404/07/29
  • استاد راهنما
    مرتضي باقري
  • استاد مشاور
    برات مجردي
  • دانشكده
    مهندسي راه آهن
  • چكيده
    اين پژوهش با هدف برآورد شدت سوانح ريلي وابسته به شرايط جوي و استخراج نقشه‌هاي مكاني ريسك انجام شد تا كانون‌هاي پرريسك براي برنامه‌ريزي عملياتي و سازگارسازي زيرساخت شناسايي شود. مطالعه موردي ايالات متحده و تمركز مطالعه بر روي شدت خروج از خط قطارهاي باري تحت اثر تغييرات آب و هوايي مي‌باشد؛ اطلاعات سوانح ريلي آمريكا در بازه 30 ساله در بازه 1993 تا 2024 با رخدادها و ويژگي‌هاي عملياتي به‌كار رفت و شاخص‌هاي هواشناسي از نزديك‌ترين ايستگاه‌هاي هواشناسي به هر حادثه تخصيص داده شد. شدت در سه خروجي مستقل تعريف گرديد: (الف) تعداد فوتي، جرحي و خسارتي (عددي گسسته)، (ب) خسارت دلاري (پيوسته)، و (ج) تعداد واگن‌هاي خارج‌شده از خط (طبقه‌بندي پنج‌رده‌اي). تمامي تحليل‌ها در Google Colab با Python 3.12.12 و كتابخانه‌هاي استاندارد داده‌كاوي انجام شد. چارچوب روش شامل كاوش‌هاي آماري زمان‌، مكان و علت، استخراج قوانين انجمني 5ساله براي تمايز قواعد پايدار و نوظهور، و مدل‌سازي پيش‌بيني است. در بخش پيش‌بيني، ابتدا مدل‌هاي مرجع MRA، RF، SVR، XGBoost پياده‌سازي و سپس معماري‌هاي دنباله‌اي و توجه‌محور شامل DNN ، LSTM، BiLSTM و Attention (ATTN) به‌كار گرفته شد. نتايج نشان داد مدل‌هاي حافظه‌دار و توجه‌محور بر چارچوب‌هاي خطي و درختي و DNN ساده برتري معنادار دارند؛ نقشه‌هاي ريسك مشتق‌شده از خروجي LSTM (پيوسته) و ATTN (طبقه‌اي) به عنوان بهترين مدل‌ها، هم‌پوشاني مكاني قوي را در جنوب‌شرقي تگزاس و حاشيه خليج و دشت‌هاي مركزي و شمالي با تغييرات اقليمي در ايالات متحده، نشان دادند. تحليل اهميت ويژگي‌ها و قوانين انجمني، محوريت دما، بيشينه دما، روز سال و فصل و باد را تأييد كرد؛ اين برآيند به برنامه‌ريزان كمك مي‌كند كه كانون‌هاي مكاني شناسايي‌شده را با اولويت در دستور كار قرار دهند و اقدامات عملياتي متناسب را دقيقاً در همان پهنه‌ها متمركز كنند.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/10/01
  • عنوان به انگليسي
    Investigating the Impact of Climate Change on Railway Accidents Using Machine Learning Methods
  • تاريخ بهره برداري
    10/21/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    رايحه سادات موسوي

  • چكيده به لاتين
    This research was conducted with the aim of estimating the severity of weather-related railway accidents an‎d extracting spatial risk maps in order to identify high-risk hotspots for operational planning an‎d infrastructure adaptation. The case study focuses on the United States, an‎d the study concentrates on the severity of freight train derailments under the influence of climate change; U.S. railway accident data over a 30-year period from 1993 to 2024, including accident occurrences an‎d operational characteristics, were utilized, an‎d meteorological indices were assigned from the nearest weather stations to each accident. Accident severity was defined using three independent outputs: (a) the number of fatalities, injuries, an‎d damage (discrete numerical), (b) monetary loss (continuous), an‎d (c) the number of derailed wagons (five-class classification). All analyses were conducted in Google Colab using Python 3.12.12 an‎d stan‎dard data-mining libraries. The methodological framework includes statistical explorations of temporal, spatial, an‎d causal patterns, extraction of five-year association rules to distinguish stable an‎d emerging rules, an‎d predictive modeling. In the prediction component, baseline models including MRA, RF, SVR, an‎d XGBoost were first implemented, followed by sequential an‎d attention-based architectures including DNN, LSTM, BiLSTM, an‎d Attention (ATTN). The results indicate that memory-based an‎d attention-based models significantly outperform linear, tree-based frameworks an‎d simple DNNs; risk maps derived from the outputs of LSTM (continuous) an‎d ATTN (categorical) as the best-performing models exhibit strong spatial overlap in southeastern Texas, the Gulf Coast, an‎d the central an‎d northern plains with climatic changes in the United States. Feature importance analysis an‎d association rules confirm the dominant roles of temperature, maximum temperature, day of year, season, an‎d wind; this synthesis assists planners in prioritizing the identified spatial hotspots an‎d focusing appropriate operational measures precisely within those areas.
  • كليدواژه هاي فارسي
    تغييرات آب و هوايي , سوانح ريلي , خروج از خط , يادگيري ماشين
  • كليدواژه هاي لاتين
    Climate change , Railway accidents , Derailment , Machine learning
  • Author
    Rayehe sadat Mousavi
  • SuperVisor
    Morteza Bagheri