موعد الحافلة المتوقع: فكرة من مشاريع تخرج الذكاء الاصطناعي

حين يسأل الطالب «متى تصل الحافلة؟» لا تكفي الساعة المدرجة في الجدول إذا كان الطريق مزدحماً أو الرحلة تأخرت. هذه فكرة من مشاريع تخرج ذكاء اصطناعي: تطبيق يعرض وقت الوصول المجدول، ووقتاً تقديرياً مبنياً على الرحلات السابقة أو بيانات مباشرة متاحة، مع نطاق خطأ وحالة واضحة عندما تنقطع البيانات. لا يرسل التطبيق موقع الحافلات من تلقاء نفسه؛ يحتاج الفريق إلى مصدر بيانات مصرح أو جهاز تجريبي، ويجب أن يميز التقدير عن المعلومة الحية.

حدد المسار ومحطات قابلة للقياس

ابدأ بخط واحد بين ثلاث أو أربع محطات، ورحلات في فترة ثابتة. بيانات GTFS الثابتة تصف الجداول والمحطات والرحلات، بينما قد تتضمن GTFS Realtime تحديثات الرحلات أو مواقع المركبات والتنبيهات. توثق مواصفة الجداول ومواصفة الوقت الحقيقي حقول كل صيغة. افحص ما يوفره مشغل النقل وما يسمح به ترخيصه؛ وجود مواصفة لا يعني أن جامعتك لديها feed حي.

إذا لم توجد بيانات مباشرة، اجمع تسجيلات وصول يدوية أو استخدم بيانات نموذجية معلنة بوضوح. عرّف التنبؤ بأنه الوقت المتبقي من لحظة الاستعلام حتى محطة محددة، لا زمن الرحلة منذ بدايتها دائماً. خزّن وقت الالتقاط بتوقيت موحد ومعرّف الرحلة والمحطة ووقت الجدول والوقت المرصود ومصدر القياس. لا تجمع أسماء الركاب أو معرفات أجهزتهم.

سجل ما كان معروفاً عند التنبؤ

لكل تقدير، أنشئ صفاً يحوي لحظة إصدار التنبؤ، والمسافة المتبقية إن توفرت، وتأخير المحطات السابقة، ووقت اليوم ويوم الأسبوع. اربط كل ميزة بزمنها. إذا استخدمت وقت الوصول الحقيقي اللاحق كمدخل للنموذج، فأنت تسرب الإجابة إلى التنبؤ. اقسم البيانات بحسب الرحلة وتاريخ التشغيل، بحيث لا يتوزع سجل رحلة واحدة بين التدريب والاختبار.

حدد سياسة التأخير والرحلة الملغاة. تحديث موقع مركبة خارج المسار لا يعني أنها أخذت طريقاً بديلاً؛ قد يكون خطأ GPS. وغياب تحديث حي لا يعني أن الحافلة لن تصل. اعرض حالة «آخر تحديث منذ كذا» مع الجدول الأصلي، وامنع الشاشة من تقديم رقم تنبؤي عندما تتجاوز البيانات حد التقادم المحدد. احتفظ بتوقيت المصدر كما ورد ثم حوّله إلى UTC عند التخزين، كي لا يفسد عبور منتصف الليل النتائج.

خط أساس قبل تعلم الآلة

الخط الأول هو الوقت المجدول. خط ثانٍ يضيف وسيط التأخير التاريخي لكل فترة أو محطة، محسوباً من بيانات التدريب فقط. بعد ذلك جرب نموذج انحدار بميزات مثل مدة المقاطع السابقة والساعة وحالة الطقس إذا توفر مصدر مسموح. توفر مكتبة HistGradientBoostingRegressor خياراً للانحدار غير الخطي، لكنه مجرد أداة؛ لا يضمن بيانات نقل دقيقة ولا يحل تغير المسارات.

مثال توضيحي: الموعد المجدول 10:20، والسائق تجاوز محطة سابقة بعد ثلاث دقائق. قد يقترح نموذج تجريبي 10:23 مع نطاق محسوب من أخطاء الضبط السابقة. لا تضع ± رقم اعتباطي؛ احسب توزيع الأخطاء على رحلات مستقلة. إن لم تستطع حساب نطاق ذي معنى، اعرض التقدير ومتوسط الخطأ التاريخي والعبارة «قد يتغير» بدلاً من مجال ثقة مزيف. هذه أرقام توضيحية وليست نتيجة قياس.

واجهة تتصرف جيداً عند نقص البيانات

صمم بطاقة لكل محطة: الموعد المجدول، آخر رصد، وقت تقديري إن كان متاحاً، تاريخ التحديث، وحالة الخدمة. عند وصول تنبيه رسمي عن إغلاق محطة، أظهر مصدره وتاريخه ولا تستنتج توقف الخط من موقع مفقود. أضف رابطاً إلى الجدول الكامل وخيار تحديث يدوي ونصاً يشرح أن الوقت تقديري. لا تطلب صلاحية موقع الطالب ما دام يستطيع اختيار المحطة بنفسه.

اختبر انقطاع feed وتكرار حدث الرحلة واختلاف المنطقة الزمنية ورحلة ليلية تتجاوز منتصف الليل ومركبة تظهر بعد المحطة المقصودة. افصل آخر قيمة موثوقة عن الحالية؛ لا تعرض قيمة قديمة كما لو أنها تحديث جديد. خزّن فقط الاستجابة المسموح بها للتقييم بعد إزالة أي معرفات شخصية، وحدد متى تحذف السجلات التجريبية.

قِس الخطأ عبر المحطات

استخدم MAE بالدقائق وخطأ الوصول قبل الموعد أو بعده، ونسبة التقديرات التي تقع ضمن هامش معلن مثل خمس دقائق إذا كان هذا الهامش مناسباً للتطبيق. قارن كل نموذج بالجدول وبخط الوسيط التاريخي، واختبر أسبوعاً أو خطوطاً كاملة لم تدخل التدريب. اعرض الأخطاء حسب المحطة وفترة اليوم؛ قد يعمل التنبؤ قرب بوابة الحرم ويخطئ قرب تقاطع مزدحم. لا تختزل المقارنة إلى متوسط عام يخفي محطات قليلة التسجيل.

ضع حداً أدنى لعدد المشاهدات قبل نشر تقدير محطة. إذا لم تتوفر بيانات كافية، اكتب «لا توجد تقديرات موثوقة بعد». راجع مصادر التأخير بدلاً من استنتاج أسبابها من الارتباط. لا تعرض العدد الكلي للإنذارات كأنها قياس لشدة الازدحام؛ التنبؤ يقدّر زمن وصول الحافلة ولا يقيس عدد المنتظرين.

ما الذي يجعلها دراسة تخرج مكتملة؟

سلّم محول GTFS وقاموس البيانات وخط أساس قابل لإعادة التشغيل ومقارنة نموذج على اختبار زمني ولقطات شاشة تظهر حالة الانقطاع. اذكر صلاحية البيانات والمنطقة التي تغطيها ومعدل تحديثها. اربطها بمحاكي طابور محطة الحافلة لأن السؤالين مختلفان: هذا يقدّر وصول المركبة، وذاك يدرس انتظار الركاب. تنفيذها ضمن مشاريع التخرج يتطلب تعاوناً مع مشغل أو الاكتفاء ببيانات عامة واضحة.

يمكن لاحقاً مقارنة التوقع بمعيار خطأ مختلف أو تطبيق لوحة لعدة خطوط، لكن لا تبدأ بخريطة واسعة قبل إثبات مسار بيانات واحد. إذا لم تحصل على سجل حقيقي، اجعل المشروع تجربة إعادة تشغيل على feed مصرح أو بيانات تركيبية وصرح بذلك في التقرير. لا تعرض النتيجة للمسافرين بوصفها خدمة تشغيلية قبل موافقة المشغل واختبارها ميدانياً.