Using machine learning to classify criminal macrocauses in smart city contexts
dc.contributor.advisor | Cacho, Nélio Alessandro Azevedo | |
dc.contributor.advisor-co1 | Araújo, Daniel Sabino Amorim de | |
dc.contributor.advisor-co1ID | https://orcid.org/0000-0001-5572-0505 | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4744754780165354 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/4635320220484649 | pt_BR |
dc.contributor.author | Santos Júnior, Ramiro de Vasconcelos dos | |
dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0000-0003-2899-7458 | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/0470238153371233 | pt_BR |
dc.contributor.referees1 | Santos, Araken de Medeiros | |
dc.contributor.referees2 | Carvalho, Bruno Motta de | |
dc.contributor.referees3 | Rego, Thais Gaudêncio do | |
dc.date.accessioned | 2024-08-22T20:00:09Z | |
dc.date.available | 2024-08-22T20:00:09Z | |
dc.date.issued | 2024-05-02 | |
dc.description.abstract | Our research presents a new approach to classifying macrocauses of crime, specifically focusing on predicting and classifying the characteristics of lethal violent crime. Using a dataset from Natal, Brazil, we experimented with five machine learning algorithms: Decision Trees, Logistic Regression, Random Forest, SVC, and XGBoost. Our methodology combines feature engineering, FAMD for dimensionality reduction, and SMOTE-NC for data balancing. We achieved an average accuracy of 0.962, with a standard deviation of 0.016, an F1-Score of 0.961, with a standard deviation of 0.016, and an AUC ROC curve of 0.995, with a standard deviation of 0.004, using XGBoost. We validated our model using the abovementioned metrics, corroborating their significance using the ANOVA statistical method. Our work aligns with smart city initiatives, aiming to increase public safety and the quality of urban life. The integration of predictive analysis technologies in a smart city context provides an agile solution for analyzing macrocauses of crime, potentially influencing the decision-making of crime analysts and the development of effective public security policies. Our study contributes significantly to the field of machine learning applied to crime analysis, demonstrating the potential of these techniques in promoting safer urban environments. We also used the Design Science methodology, which includes a consistent literature review, design iterations based on feedback from crime analysts, and a case study, effectively validating our model. Applying the classification model in a smart city context can optimize resource allocation and improve citizens’ quality of life through a robust solution based on theory and data, offering valuable information for public safety professionals. | pt_BR |
dc.description.resumo | Nossa pesquisa apresenta uma nova abordagem para classificar as macrocausas do crime, concentrando-se especificamente na previsão e classificação das características dos crimes violentos letais. Usando um conjunto de dados de Natal, Brasil, experimentamos cinco algoritmos de aprendizado de máquina: Árvores de Decisão, Regressão Logística, Floresta Aleatória, SVC e XGBoost. Nossa metodologia combina engenharia de recursos, FAMD para redução de dimensionalidade e SMOTE-NC para balanceamento de dados. Obtivemos uma precisão média de 0.962, com desvio padrão de 0.016, um F1-Score de 0.961, com desvio padrão de 0.016, e uma curva AUC ROC de 0.995, com desvio padrão de 0.004, usando o XGBoost. Validamos nosso modelo utilizando as métricas citadas, corroborando sua significância através do método estatístico ANOVA. Nosso trabalho está alinhado às iniciativas de cidades inteligentes, visando aumentar a segurança pública e a qualidade de vida urbana. A integração de tecnologias de análise preditiva num contexto de cidade inteligente fornece uma solução ágil para analisar macrocausas do crime, influenciando potencialmente a tomada de decisões dos analistas criminais e o desenvolvimento de políticas de segurança pública eficazes. Nosso estudo contribui significativamente para o campo do aprendizado de máquina aplicado à análise criminal, demonstrando o potencial dessas técnicas na promoção de ambientes urbanos mais seguros. Também utilizamos a metodologia Design Science, que inclui uma revisão consistente da literatura, iterações de design baseadas no feedback de analistas criminais e um estudo de caso, validando efetivamente nosso modelo. A aplicação do modelo de classificação num contexto de cidade inteligente pode otimizar a alocação de recursos e melhorar a qualidade de vida dos cidadãos através de uma solução robusta baseada em teoria e dados, oferecendo informações valiosas para os profissionais de segurança pública. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
dc.identifier.citation | SANTOS JÚNIOR, Ramiro de Vasconcelos dos. Using machine learning to classify criminal macrocauses in smart city contexts. Orientador: Dr. Nélio Alessandro Azevedo Cacho. 2024. 108f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024. | pt_BR |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/59795 | |
dc.language | pt_BR | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFRN | pt_BR |
dc.publisher.program | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SISTEMAS E COMPUTAÇÃO | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.subject | Computação | pt_BR |
dc.subject | Análise criminal | pt_BR |
dc.subject | Macrocausa criminal | pt_BR |
dc.subject | Aprendizado de máquina | pt_BR |
dc.subject | Policiamento preditivo | pt_BR |
dc.subject | Segurança pública | pt_BR |
dc.subject | Cidades inteligentes | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO | pt_BR |
dc.title | Using machine learning to classify criminal macrocauses in smart city contexts | pt_BR |
dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
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