بررسی کاربرد هوش مصنوعی در پایش و مدیریت آلودگی هوا در کلانشهر اراک

آلودگی هوای شهری یکی از چالش های بزرگ زیست محیطی در کلان شهرهای جهان، به ویژه در کشورهای در حال توسعه مانند ایران است. شهر اراک به دلیل عوامل مختلفی از جمله افزایش سریع جمعیت، ترافیک سنگین، صنایع فعال و موقعیت جغرافیایی، به یکی از آلوده ترین شهرهای جهان تبدیل شده است. در سال های اخیر، هوش مصنوعی (AI) به عنوان ابزاری نوین در پیش بینی، پایش و مدیریت کیفیت هوای شهری مورد توجه قرار گرفته است. این مطالعه با هدف بررسی کارایی مدل های یادگیری ماشین در پیش بینی غلظت آلاینده های هوای اراک (PM₂.₅، NO₂، CO و O₃) انجام شده است. داده های کیفیت هوای ۱۵ ایستگاه سنجش هوای شهرداری اراک طی دوره ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۳ جمع آوری و با استفاده از مدل های درخت تصمیم، جنگل تصادفی و شبکه عصبی مصنوعی تحلیل شدند. نتایج نشان داد که مدل جنگل تصادفی (Random Forest) با ضریب تعیین (R²) میانگین ۰.۹۲ و خطای RMSE معادل ۸.۳، دقت بالاتری در پیش بینی آلاینده ها نسبت به سایر مدل ها دارد. یافته ها حاکی از آن است که هوش مصنوعی می تواند به عنوان ابزاری کارآمد در سیستم های هشدار زودهنگام آلودگی هوا و اتخاذ تصمیمات مدیریتی هوشمند مورد استفاده قرار گیرد. این پژوهش توصیه می کند که شهرداری ها و سازمان های محیط زیست از فناوری های مبتنی بر هوش مصنوعی برای کاهش اثرات منفی آلودگی هوا بر سلامت عمومی و محیط زیست استفاده کنند.

کلیدواژه ها:

آلودگی هوا ، هوش مصنوعی ، یادگیری ماشین ، پیش بینی کیفیت هوا ، شهر اراک ، جنگل تصادفی