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基于VTS数据挖掘的地铁司机关键认知能力因素识别

施展旺 杨聚芬 朱海燕

施展旺, 杨聚芬, 朱海燕. 基于VTS数据挖掘的地铁司机关键认知能力因素识别[J]. 上海工程技术大学学报, 2024, 38(4): 375-381. doi: 10.12299/jsues.24-0001
引用本文: 施展旺, 杨聚芬, 朱海燕. 基于VTS数据挖掘的地铁司机关键认知能力因素识别[J]. 上海工程技术大学学报, 2024, 38(4): 375-381. doi: 10.12299/jsues.24-0001
SHI Zhanwang, YANG Jufen, ZHU Haiyan. Identification of key cognitive ability factors for metro train drivers based on VTS data mining[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2024, 38(4): 375-381. doi: 10.12299/jsues.24-0001
Citation: SHI Zhanwang, YANG Jufen, ZHU Haiyan. Identification of key cognitive ability factors for metro train drivers based on VTS data mining[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2024, 38(4): 375-381. doi: 10.12299/jsues.24-0001

基于VTS数据挖掘的地铁司机关键认知能力因素识别

doi: 10.12299/jsues.24-0001
基金项目: 国家自然科学基金资助(52302438)
详细信息
    作者简介:

    施展旺(2001 − ),男,硕士生,研究方向为城市轨道交通运营安全人因工程。E-mail:shizhanwang30@gmail.com

    通讯作者:

    朱海燕(1980 − ),女,副教授,硕士,研究方向为城市轨道交通运营安全人因风险评价。E-mail:85481388@qq.com

  • 中图分类号: U298

Identification of key cognitive ability factors for metro train drivers based on VTS data mining

  • 摘要: 运用维也纳测试系统(Vienna test system, VTS)对354名地铁司机的认知能力进行测评,通过K-means聚类算法对VTS数据进行无监督学习建模,得到司机认知能力分类模型。以Recall值最大为目标函数,对认知能力分类模型进行XGBoost训练和优化,采用SHAP算法对模型中各项认知能力特征指标的重要度进行分析,识别出平均反应时间、正确总数和视野范围三项关键因素以及它们之间的交互作用。研究结果用于认知与应急能力领域,可为地铁司机的遴选、在岗测评和培训提供一种更精确的工具。
  • 图  1  特征相关性热力图

    Figure  1.  Correlation heatmap of features

    图  2  对比降维前后的聚类分析图

    Figure  2.  Compare the clustering analysis graphs before and after dimensionality reduction

    图  3  各特征回归分析图

    Figure  3.  Regression analysis graphs of each feature

    图  4  SHAP汇总图

    Figure  4.  Summary plot of SHAP

    图  5  SHAP依赖图

    Figure  5.  Dependency plot of SHAP

    表  1  混淆矩阵

    Table  1.   Confusion matrix

    真实状态 预测状态
    0类司机 1类司机
    0类司机 TP FN
    1类司机 FP TN
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  • 收稿日期:  2024-01-04
  • 刊出日期:  2024-12-31

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