An Efficient Traffic Incident Detection and Classification Framework by Leveraging the Efficacy of Model Stacking
- 1. COMSATS University Islamabad
 - 2. University of Oregon
 - 3. Kohat University of Science and Technology
 
Description
Automatic incident detection (AID) plays a vital role among all the safety-critical applications under the parasol of Intelligent Transportation Systems (ITSs) to provide timely information to passengers and other stakeholders (hospitals and rescue, police, and insurance departments) in smart cities. Moreover, accurate classification of these incidents with respect to type and severity assists the Traffic Incident Management Systems (TIMSs) and stakeholders in devising better plans for incident site management and avoiding secondary incidents. Most of the AID systems presented in the literature are incident type-specific, i.e., either they are designed for the detection of accident or congestion. While traveling along the road, one may come across different types of traffic incidents, such as accidents, congestion, and reckless driving. This necessitates that the AID system detects and classifies not only all the popular traffic incident types, but severity as well that is associated with these incidents. Therefore, this study aims to propose an efficient incident detection and classification (E-IDC) framework for smart cities, by incorporating the efficacy of model stacking, to classify the incidents with respect to their types and severity levels. The experimental results showed that the proposed E-IDC framework achieved performance gains of 5%–56% in terms of incident severity classification and 1%–14% in terms of incident type classification when applied with different classifiers. We have also applied the Wilcoxon test to benchmark the performance of our proposed framework that reflects the significance of our approach over existing individual incident predictors in terms of severity and type classification. Moreover, it has been observed that the proposed E-IDC framework outperforms the existing ensemble technique, such as XGBoost used for the classification of incidents.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
يلعب الكشف التلقائي عن الحوادث (AID) دورًا حيويًا بين جميع التطبيقات الحيوية للسلامة تحت مظلة أنظمة النقل الذكية (ITSs) لتوفير المعلومات في الوقت المناسب للركاب وأصحاب المصلحة الآخرين (المستشفيات وإدارات الإنقاذ والشرطة والتأمين) في المدن الذكية. علاوة على ذلك، يساعد التصنيف الدقيق لهذه الحوادث فيما يتعلق بنوعها وشدتها أنظمة إدارة الحوادث المرورية (TIMSs) وأصحاب المصلحة في وضع خطط أفضل لإدارة موقع الحوادث وتجنب الحوادث الثانوية. معظم أنظمة المساعدة المقدمة في الأدبيات خاصة بنوع الحادث، أي إما أنها مصممة للكشف عن الحوادث أو الازدحام. أثناء السفر على طول الطريق، قد يصادف المرء أنواعًا مختلفة من الحوادث المرورية، مثل الحوادث والازدحام والقيادة المتهورة. وهذا يستلزم أن يكتشف نظام المساعدات ويصنف ليس فقط جميع أنواع الحوادث المرورية الشائعة، ولكن الخطورة أيضًا المرتبطة بهذه الحوادث. لذلك، تهدف هذه الدراسة إلى اقتراح إطار فعال للكشف عن الحوادث وتصنيفها (E - IDC) للمدن الذكية، من خلال دمج فعالية تكديس النماذج، لتصنيف الحوادث فيما يتعلق بأنواعها ومستويات خطورتها. أظهرت النتائج التجريبية أن إطار E - IDC المقترح حقق مكاسب في الأداء بنسبة 5٪-56 ٪ من حيث تصنيف شدة الحادث و 1 ٪-14 ٪ من حيث تصنيف نوع الحادث عند تطبيقه مع مصنفات مختلفة. لقد طبقنا أيضًا اختبار ويلكوكسون لقياس أداء إطارنا المقترح الذي يعكس أهمية نهجنا على تنبؤات الحوادث الفردية الحالية من حيث الشدة وتصنيف النوع. علاوة على ذلك، لوحظ أن إطار E - IDC المقترح يتفوق على تقنية المجموعة الحالية، مثل XGBoost المستخدمة لتصنيف الحوادث.Translated Description (French)
La détection automatique des incidents (AID) joue un rôle essentiel parmi toutes les applications critiques pour la sécurité sous le parasol des systèmes de transport intelligents (STI) pour fournir des informations en temps opportun aux passagers et aux autres parties prenantes (hôpitaux et services de secours, de police et d'assurance) dans les villes intelligentes. De plus, une classification précise de ces incidents en fonction du type et de la gravité aide les systèmes de gestion des incidents de circulation (TIMS) et les parties prenantes à concevoir de meilleurs plans de gestion des sites d'incidents et à éviter les incidents secondaires. La plupart des systèmes D'AIDE présentés dans la littérature sont spécifiques au type d'incident, c'est-à-dire qu'ils sont conçus pour la détection d'un accident ou d'une congestion. En voyageant le long de la route, on peut rencontrer différents types d'incidents de circulation, tels que des accidents, des embouteillages et une conduite imprudente. Cela nécessite que le système D'AIDE détecte et classe non seulement tous les types d'incidents de circulation populaires, mais aussi la gravité associée à ces incidents. Par conséquent, cette étude vise à proposer un cadre efficace de détection et de classification des incidents (E-IDC) pour les villes intelligentes, en intégrant l'efficacité de l'empilement des modèles, afin de classer les incidents en fonction de leurs types et de leurs niveaux de gravité. Les résultats expérimentaux ont montré que le cadre E-IDC proposé a obtenu des gains de performance de 5 % à 56 % en termes de classification de la gravité de l'incident et de 1 % à 14 % en termes de classification du type d'incident lorsqu'il est appliqué avec différents classificateurs. Nous avons également appliqué le test de Wilcoxon pour comparer les performances de notre cadre proposé qui reflète l'importance de notre approche par rapport aux prédicteurs d'incidents individuels existants en termes de classification de gravité et de type. De plus, il a été observé que le cadre E-IDC proposé surpasse la technique d'ensemble existante, telle que XGBoost utilisée pour la classification des incidents.Translated Description (Spanish)
La detección automática de incidentes (AID) juega un papel vital entre todas las aplicaciones críticas para la seguridad bajo la sombrilla de los Sistemas Inteligentes de Transporte (ITSS) para proporcionar información oportuna a los pasajeros y otras partes interesadas (hospitales y departamentos de rescate, policía y seguros) en ciudades inteligentes. Además, la clasificación precisa de estos incidentes con respecto al tipo y la gravedad ayuda a los Sistemas de Gestión de Incidentes de Tráfico (TIMS) y a las partes interesadas a diseñar mejores planes para la gestión del sitio del incidente y evitar incidentes secundarios. La mayoría de los sistemas de AYUDA presentados en la literatura son específicos del tipo de incidente, es decir, están diseñados para la detección de accidentes o congestión. Mientras se viaja por la carretera, uno puede encontrarse con diferentes tipos de incidentes de tráfico, como accidentes, congestión y conducción imprudente. Esto requiere que el sistema de AYUDA detecte y clasifique no solo todos los tipos de incidentes de tráfico populares, sino también la gravedad asociada con estos incidentes. Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo proponer un marco eficiente de detección y clasificación de incidentes (E-IDC) para ciudades inteligentes, mediante la incorporación de la eficacia del apilamiento de modelos, para clasificar los incidentes con respecto a sus tipos y niveles de gravedad. Los resultados experimentales mostraron que el marco E-IDC propuesto logró ganancias de rendimiento del 5%–56% en términos de clasificación de gravedad de incidentes y del 1%–14% en términos de clasificación de tipo de incidente cuando se aplicó con diferentes clasificadores. También hemos aplicado la prueba de Wilcoxon para comparar el rendimiento de nuestro marco propuesto que refleja la importancia de nuestro enfoque sobre los predictores de incidentes individuales existentes en términos de gravedad y clasificación de tipos. Además, se ha observado que el marco E-IDC propuesto supera la técnica de ensemble existente, como XGBoost utilizada para la clasificación de incidentes.Files
      
        5543698.pdf.pdf
        
      
    
    
      
        Files
         (15.9 kB)
        
      
    
    | Name | Size | Download all | 
|---|---|---|
| 
          
          md5:4cf16898adf813c8b7c6078283f67165
           | 
        
        15.9 kB | Preview Download | 
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
 - إطار فعال للكشف عن الحوادث المرورية وتصنيفها من خلال الاستفادة من فعالية تكديس النماذج
 - Translated title (French)
 - Un cadre efficace de détection et de classification des incidents de circulation en tirant parti de l'efficacité de l'empilement des modèles
 - Translated title (Spanish)
 - Un marco eficiente de detección y clasificación de incidentes de tráfico aprovechando la eficacia del apilamiento de modelos
 
Identifiers
- Other
 - https://openalex.org/W3153213819
 - DOI
 - 10.1155/2021/5543698
 
            
              References
            
          
        - https://openalex.org/W1522168924
 - https://openalex.org/W1525683299
 - https://openalex.org/W1552129272
 - https://openalex.org/W1576600341
 - https://openalex.org/W1973526840
 - https://openalex.org/W1979314379
 - https://openalex.org/W2007679688
 - https://openalex.org/W2061982070
 - https://openalex.org/W2094603253
 - https://openalex.org/W2138356292
 - https://openalex.org/W2157447905
 - https://openalex.org/W2196947497
 - https://openalex.org/W2333130800
 - https://openalex.org/W2460563573
 - https://openalex.org/W2464164019
 - https://openalex.org/W2509631465
 - https://openalex.org/W2516978493
 - https://openalex.org/W2523410971
 - https://openalex.org/W2581145574
 - https://openalex.org/W2584022624
 - https://openalex.org/W2594321289
 - https://openalex.org/W2600277577
 - https://openalex.org/W2664788752
 - https://openalex.org/W2734883361
 - https://openalex.org/W2735546984
 - https://openalex.org/W2737112091
 - https://openalex.org/W2746433084
 - https://openalex.org/W2763382120
 - https://openalex.org/W2792621216
 - https://openalex.org/W2794582213
 - https://openalex.org/W2802889121
 - https://openalex.org/W2809416553
 - https://openalex.org/W2884445357
 - https://openalex.org/W2899037650
 - https://openalex.org/W2900362095
 - https://openalex.org/W2903040241
 - https://openalex.org/W2903797436
 - https://openalex.org/W2904140568
 - https://openalex.org/W2909689939
 - https://openalex.org/W2913737209
 - https://openalex.org/W2937930719
 - https://openalex.org/W2938116280
 - https://openalex.org/W2944710257
 - https://openalex.org/W2951626790
 - https://openalex.org/W2996705655
 - https://openalex.org/W3021497556
 - https://openalex.org/W3100199031
 - https://openalex.org/W3149806523
 - https://openalex.org/W4285719527
 - https://openalex.org/W808121557