Ανάλυση οδηγικής συμπεριφοράς με τη χρήση αλγορίθμων μηχανικής μάθησης

Abstract

Παγκοσμίως ο αυξημένος αριθμός τροχαίων ατυχημάτων αποτελεί πρόβλημα υψίστης σημασίας έχοντας επιπτώσεις στην οικονομία των κρατών αλλά και στην ίδια την κοινωνία. Η πρόβλεψη και η βελτίωση της οδηγικής συμπεριφοράς με τη χρήση αλγορίθμων μηχανικής μάθησης μπορεί να θεωρηθεί ίσως ένα από τα σημαντικότερα εργαλεία που θα συνεισφέρει στον τομέα της οδικής ασφάλειας. Η αναγνώριση του τρόπου οδήγησης ενός οχήματος μπορεί να αποτελέσει ιδιαίτερα πολύτιμη γνώση για τις αυτοκινητοβιομηχανίες, την αυτόνομη οδήγηση, τις ασφαλιστικές εταιρίες αλλά και πληθώρα νέων εφαρμογών. Τα τελευταία χρόνια σημειώνεται σημαντική ανάπτυξη στο επιστημονικό πεδίο της μηχανικής μάθησης κυρίως λόγω της αύξησης της υπολογιστικής ισχύος και του αποθηκευτικού χώρου των υπολογιστικών συστημάτων. Η χρήση της μηχανικής μάθησης δίνει την δυνατότητα στους υπολογιστές να κάνουν προβλέψεις χρησιμοποιώντας πειραματικά δεδομένα χωρίς να έχουν προγραμματιστεί προηγουμένως ρητά. Η χρήση αυτών των σύγχρονων και καινοτόμων μεθόδων τείνει να ξεφεύγει από τα στενά όρια των βιομηχανικών και επαγγελματικών διαδικασιών. Πλέον με τη ανάπτυξη των Internet of Things (IoT) και Internet of Vehicles (IoV) η μηχανική μάθηση χρησιμοποιείται εξίσου και σε καθημερινές δραστηριότητες όπως είναι η οδήγηση ενός οχήματος. Στόχος της παρούσα διπλωματικής εργασία είναι να εξετάσουμε και να διακρίνουμε τους βασικούς διαφορετικούς τρόπους οδήγησης κάνοντας χρήση αλγορίθμων μηχανικής μάθησης. Η παρούσα μελέτη περιλαμβάνει μια προσέγγιση για την αναγνώριση της οδηγικής συμπεριφοράς διάφορων οδηγών σε διαφορετικές διαδρομές χρησιμοποιώντας δεδομένα χρονοσειρών που παράχθηκαν από τους αισθητήρες του CANBUS συστήματος των οχημάτων. Συγκριμένα στην παρούσα έρευνα εφαρμόστηκαν διάφορες τεχνικές συσταδοποίησης πάνω στο σύνολο των δεδομένων που αποτελείτο από χρονολογικές σειρές. Στα αποτελέσματα της έρευνας θα επιχειρήσω να εκτιμήσω την οδηγική συμπεριφορά ενός συνόλου οδηγών χρησιμοποιώντας δεδομένα που συλλέχθηκαν κατά την διάρκεια της οδήγησης σε διάφορες διαδρομές. Κάνοντας χρήση των μεθόδων συσταδοποίησης θα ομαδοποιήσω τα δεδομένα των χρονολογικών σειρών σε συστάδες. Κατόπιν θα διερευνηθούν τα δεδομένα εντός των συστάδων ώστε να κατηγοριοποιηθούν οι ομάδες αναλόγως του τρόπου οδήγησης.