Random forests (RFs) predict well but are opaque, whereas single decision trees are interpretable but unstable. Artificial representative trees (ARTs) were developed as interpretable surrogate models for RFs, but their use as standalone prediction models with uncertainty quantification has not been systematically investigated. We combine ARTs with leaf-wise Mondrian conformal predictive systems (CPS), enabling a single tree to provide continuous predictions, prediction intervals, and probabilities of exceeding arbitrary thresholds. We compared ARTs with CPS against decision trees with CPS and separate regression and probability trees across five simulation scenarios, 21 benchmark datasets, and a cross-sectional NHANES example data set. Repeated cross-validation assessed predictive performance, interpretability, and stability. ARTs with CPS yield compact, structurally stable trees with substantially more reproducible split-variable selection than decision trees across benchmark datasets and NHANES. Decision trees showed slightly better predictive performance and narrower prediction intervals, while coverage was broadly comparable. CPS-based trees generally achieved lower and less variable Brier scores than multi-model approaches. Combining ARTs with CPS therefore provides a single, interpretable, and stable model for continuous predictions and calibrated probabilities, balancing predictive performance with reproducibility and transparency in settings where stability and interpretability are essential.


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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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