شماره ركورد
33660
پديد آورنده
مريم نيازي راد
عنوان
مدلسازي آلودگي هوا براساس دادههاي معاينه فني، ازدحام ترافيك و سرعت وزش باد با استفاده از مدلهاي يادگيري ماشين
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي عمران
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1403/08/13
استاد راهنما
دكتر رضا گلشن خواص
استاد مشاور
دكتر عبدالرضا شيخ الاسلامي
دانشكده
مهندسي عمران
چكيده
آلودگي هوا بهعنوان يكي از چالشهاي جدي محيط زيستي، تأثيرات منفي قابل توجهي بر سلامت عمومي و كيفيت زندگي دارد. پيشبيني دقيق آلودگي هوا ميتواند به سياستگذاريهاي مؤثر، برنامهريزي شهري و مديريت بهينه منابع كمك كند. اين پاياننامه به بررسي و مدلسازي آلودگي هوا با استفاده از دادههاي معاينه فني، شاخص ازدحام ترافيك و سرعت وزش باد ميپردازد. هدف اصلي اين تحقيق، تحليل تأثير عوامل مختلف بر آلودگي هوا و ارائه پيشبينيهاي معتبر براي آلايندههاي مونوكسيد كربن (CO)، ذرات معلق (PM10) و دياكسيد گوگرد (SO2) است. در مرحله اول، دادههاي ستاد مركزي معاينه فني خودروهاي تهران بهعنوان ورودي در مدلسازي درازمدت مورد استفاده قرار گرفتند. بهمنظور پيشبيني آلايندهها، دو مدل ARIMA و XGBoost بهكار گرفته شدند. نتايج نشان داد كه مدل XGBoost با مقادير قابل قبول شاخصهاي اعتبارسنجي، عملكرد بهتري نسبت به مدل ARIMA داشت؛ اما معناداري متغيرهاي CO و HC در دادههاي معاينه فني تأييد نشددر مرحله دوم، مدلسازي با استفاده از شاخص ازدحام ترافيك و سرعت وزش باد انجام شد. با تحليل دادههاي ازدحام جمعآوريشده بهصورت ساعتي و استفاده از مدلهاي XGBoost، شبكههاي عصبي مصنوعي (ANN) و GRU، پيشبينيهاي دقيقي براي آلايندهها ارائه گرديد. نتايج نشان داد كه ميتوان با استفاده از شاخص ازدحام ترافيك بهطور مؤثري آلودگي هوا را مدلسازي كرد و مدل XGBoost بهترين عملكرد را در اين زمينه داشت. اين تحقيق نشاندهنده اهميت استفاده از دادههاي ترافيكي و تغييرات جوي در تحليل آلودگي هوا و پتانسيل بالاي مدلهاي يادگيري ماشين در پيشبيني آلايندهها است. بر اساس نتايج به دست آمده مدل XGBoost قادر است با شاخص R2 به ميزان 0.56، 0.64 و 0.63 به ترتيب براي آلاينده هاي SO2، CO و PM10، آلودگي هوا را براي يك ايستگاه سنجش آلودگي بر حسب پارامترهاي ازدحام ترافيك اطراف ايستگاه و نيز وضعيت وزش باد در شهر در كوتاه مدت پيشبيني نمايد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/06/16
عنوان به انگليسي
Air pollution modeling based on technical inspection data, traffic congestion, and wind speed using machine learning models
تاريخ بهره برداري
11/4/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مريم نيازي راد
چكيده به لاتين
Air pollution, as one of the serious environmental challenges, has significant negative impacts on public health and quality of life. Accurate prediction of air pollution can contribute to effective policymaking, urban planning, and optimal resource management. This thesis examines and models air pollution using technical inspection data, traffic congestion index, and wind speed. The main objective of this research is to analyze the impact of various factors on air pollution and provide reliable predictions for carbon monoxide (CO), particulate matter (PM10), and sulfur dioxide (SO2). In the first stage, data from the Central Headquarters of Tehran Vehicle Technical Inspection were used as input in long-term modeling. In order to predict pollutants, two models, ARIMA and XGBoost, were used. The results showed that the XGBoost model performed better than the ARIMA model with acceptable values of validation indices; But the significance of CO and HC variables was not confirmed in the technical inspection data. In the second stage, modeling was performed using the traffic congestion index and wind speed. By analyzing the congestion data collected hourly and using the XGBoost, artificial neural networks (ANN) and GRU models, accurate predictions for pollutants were provided. The results showed that air pollution can be effectively modeled using the traffic congestion index and the XGBoost model had the best performance in this field. This research shows the importance of using traffic data and weather changes in air pollution analysis and the high potential of machine learning models in predicting pollutants. Based on the results obtained, the XGBoost model is able to predict air pollution for a pollution measurement station in terms of traffic congestion parameters around the station and the wind conditions in the city in the short term with an R2 index of 0.56, 0.64 and 0.63 for SO2, CO and PM10 pollutants, respectively.
كليدواژه هاي فارسي
پيشبيني آلودگي هوا، شاخص ازدحام ترافيك، معاينه فني خودرو، XGBoost، GRU، NN، ARIMA، داده هواشناسي
كليدواژه هاي لاتين
Air pollution prediction, traffic congestion index, vehicle technical inspection, XGBoost, GRU, NN, ARIMA, meteorological data
Author
maryam niazi rad
SuperVisor
dr reza golshan khavas