• شماره ركورد
    33346
  • پديد آورنده

    مريم شفيعي علويجه

  • عنوان
    شاخص كيفيت خط و پيش‌بيني وضعيت آينده آن بر اساس الگوريتم‌هاي يادگيري ماشين
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي خطوط راه‌آهن
  • سال تحصيل
    1400
  • تاريخ دفاع
    1403/11/21
  • استاد راهنما
    سعيد محمدزاده - جبارعلي ذاكري سردرودي
  • استاد مشاور
    آرش بختياري
  • دانشكده
    دانشكده مهندسي راه‌آهن
  • چكيده
    اين پژوهش به بررسي و پيش‌بيني شاخص كيفيت خط (CTR) در شبكه ريلي با استفاده از الگوريتم‌هاي يادگيري ماشين مي‌پردازد. شاخص كيفيت خط كه از طريق اندازه‌گيري‌هاي هندسي خط توسط ماشين‌هاي مخصوص به دست مي‌آيد، معياري كليدي در ارزيابي وضعيت و سلامت خطوط راه‌آهن به شمار مي‌رود. با توجه به محدوديت‌هاي موجود در تعداد اين ماشين‌ها و لزوم مسدودسازي خطوط در زمان برداشت اطلاعات، هدف اين پژوهش، توسعه يك مدل پيش‌بيني كننده براي شاخص كيفيت خط با بهره‌گيري از الگوريتم‌هاي يادگيري ماشين است. در اين راستا، داده‌هاي شاخص كيفيت خط به همراه متغيرهاي مؤثر ديگري نظير كيلومتر ابتدا و انتهاي بلاك، كيلومتر ايستگاه ابتدا و انتهاي بلاك، طول بلاك، ظرفيت خط، تقاضاي خط، نوع ريل، نوع تراورس، نوع پابند، نوع جوش، حداقل شعاع قوس، بيشترين شيب و فراز، حداكثر سرعت ناوگان و ... مورداستفاده قرارگرفته‌اند. پنج الگوريتم يادگيري ماشين شامل جنگل تصادفي ، درخت تصميم ، kنزديك‌ترين همسايه ، CatBoost و XGBoost براي مدل‌سازي و پيش‌بيني شاخص كيفيت خط به كار گرفته‌شده‌اند. نتايج حاصل از ارزيابي مدل‌ها نشان مي‌دهد كه الگوريتم CatBoost در تمامي شاخص‌هاي ارزيابي، عملكرد بهتري نسبت به ساير الگوريتم‌ها داشته و با دقت پيش‌بيني بيش از 90 درصد، به‌عنوان بهترين مدل در اين پژوهش شناخته مي‌شود. اين يافته‌ها حاكي از پتانسيل بالاي الگوريتم‌هاي يادگيري ماشين در پيش‌بيني دقيق شاخص كيفيت خط و درنتيجه، تسهيل برنامه‌ريزي نگهداري و كاهش هزينه‌هاي مرتبط با بازرسي‌هاي دوره‌اي خطوط راه‌آهن است.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/02/10
  • عنوان به انگليسي
    Track quality index and prediction of it's future status based on machine learning algorithms
  • تاريخ بهره برداري
    1/1/1900 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    مريم شفيعي علويجه

  • چكيده به لاتين
    This research investigates and predicts the Track Quality Index (TQI) in the railway network using machine learning algorithms. The Track Quality Index, which is obtained through geometric measurements of the track by special machines, is a key criterion in assessing the condition and health of railway lines. Given the limitations in the number of these machines and the necessity of blocking the lines during data collection, the aim of this research is to develop a predictive model for the Track Quality Index using machine learning algorithms. In this regard, Track Quality Index (CTR) data along with other effective variables such as the kilometer of the beginning and end of the block, the kilometer of the station at the beginning and end of the block, the block length, the line capacity, the line demand, the rail type, the sleeper type, the type of fastening, the type of welding, the minimum curve radius, the maximum gradient and ascent, the maximum fleet speed, etc. have been used. Five machine learning algorithms including Random Forest, Decision Tree, k-Nearest Neighbors, CatBoost and XGBoost have been used to model and predict the line quality index. The results of the model eva‎luation show that the CatBoost algorithm performs better than other algorithms in all eva‎luation indicators and is recognized as the best model in this study with a prediction accuracy of more than 90%. These findings indicate the high potential of machine learning algorithms in accurately predicting the line quality index and, as a result, facilitating maintenance planning and reducing costs associated with periodic inspections of railway lines.
  • كليدواژه هاي فارسي
    شاخص كيفيت خط , يادگيري ماشين , ماشين اندازه‌گيري خط , پيش‌بيني , الگوريتم CatBoost , نگهداري و تعميرات
  • كليدواژه هاي لاتين
    Line quality index , machine learning , line measuring machine , prediction , CatBoost algorithm , maintenance and repairs
  • Author
    Maryam Shafiee
  • SuperVisor
    Dr. Saeed Mohammad zadeh, Dr. Jabbar ali zakeri