Печалби:
- Разберете употребата на AI при картографиране на податливостта на свлачища, сеизмична опасност и оценка на втечняването.
- Възможност за създаване на класификация на риска и работен процес за ранно предупреждение от многовариантни данни за опасност
- Възможност за проверка на изходите за опасност с отговорност за безопасност на живота, баланс на фалшива аларма и полеви доказателства
Предметът на това звено е най-отговорната област на геоложкото инженерство: природни бедствия и оценка на геоложките опасности. Цената на една грешка тук не са пари, а човешки живот. Ако картата на податливостта на свлачища неправилно показва квартал като „безопасен“, не се предприемат действия; Ако оценката на втечняването разчита погрешно земята под болница, структурата може да потъне по време на земетресение. В тази област изкуственият интелект произвежда реална стойност при обработката на многовариантни данни, улавянето на модели и филтрирането на сигнали за ранно предупреждение. Но точно в тази област проверката трябва да бъде най-строга, одобрението на инженерите най-абсолютно и управлението на несигурността най-прецизно, тъй като цената на неправилния резултат е най-висока.
В тази част ще разгледаме три типа опасности през призмата на изкуствения интелект: картографиране на податливостта на свлачища (предсказване от многовариантни данни кои склонове са изложени на риск от свличане), сеизмична опасност (възможен интензитет на движение на земната повърхност при земетресение) и втечняване (когато наситеният рохкав пясък действа като течност по време на земетресение и губи своята носеща способност). Нашата обща тема е защо фалшиво отрицателно изходни данни за опасност (класифициране на действително опасна зона като безопасна) е фатално и как да зададем прагове в полза на безопасността на живота.
Баланс на фалшиво отрицателни и фалшиви положителни резултати
Има два вида грешки в класификацията на опасността. Фалшив положителен резултат е класифициране на безопасна зона като опасна; Резултатът е ненужни разходи, допълнителен контрол, може би забавяне на проект - това е безопасно от гледна точка на живота. Фалшив отрицателен резултат е класифициране на опасна зона като безопасна; Резултатът е невземане на предпазни мерки и възможна загуба на живот/имущество. Тези две грешки не са равни. В областите за безопасност на живота прагът се избира внимателно, за да се сведат до минимум фалшивите отрицателни резултати; Тоест, когато има съмнение, той се преобръща към опасната страна и се потвърждава от полево потвърждение.
AI моделите обикновено избират прагове, които ще увеличат максимално общата точност. Но в науката за опасностите целта не е пълна точност, а поддържане на ниски фалшиви отрицателни резултати. Следователно изходът от модела трябва да бъде калибрирана вероятност, а не „клас“, а прагът трябва да бъде зададен от експерта по опасности, знаейки последствията. Точността от 92% на модел на свлачище е безполезна, ако пропусне половината от действителните свлачища.
Внимание: Не се заблуждавайте от високата цялостна точност на модел на опасност. Вижте процента на пропуски (фалшиво отрицателен) за редки, но смъртоносни събития (свлачища, втечняване). Критерият в безопасността на живота е не да си прав средно, а да не пропускаш опасното.
Картиране на податливостта на свлачища
Податливост на свлачища, "ще се свлече ли това място, когато са изпълнени всички условия?" отговаря на въпроса с геоложки и топографски променливи. Входящите данни обикновено са: наклон, аспект, литология, ориентация на прекъсванията, земеползване, валежи, историческа инвентаризация на свлачищата и подземни води. Изкуственият интелект слива тези слоеве и създава карта на податливостта, като изучава модела около минали свлачища.
Има две критични точки. Първо, моделът се учи от минали инвентаризации на свлачища; Ако инвентаризацията е непълна (много свлачища не са записани), моделът изобщо не може да види тези модели и произвежда фалшиви негативи. Второ, чувствителността дава не спусъка (кога да се премести), а податливостта (къде да се премести, ако възникнат условията); Опасно е да се бъркат двете. Картата не може да се използва като основа за решение, без да бъде проверена от наблюдението на разкритията на полевия геолог, измерването на прекъсванията и следите от минали движения.
Сеизмична опасност и втечняване
Оценката на сеизмичната опасност предоставя вероятностна оценка на движението на земната повърхност (ускорение), което се очаква да бъде превишено за даден период от време на дадено място. Изкуственият интелект помага при обработката на бази данни със записи, сравняването на връзките за прогнозиране на движението на земята и генерирането на сценарии. Въпреки това, дефинирането на източниците на разломи, интервалите на повторение и земното усилване изискват геолого-сеизмологична експертиза; моделът не може да ги побере.
Оценката на втечняването измерва риска от наситен насипен пясък, който губи своята носеща способност поради вибрации при земетресение. Класическият метод е да се сравни стойността на SPT-N (или CPT) със скоростта на цикъла на напрежението, произведена от земетресението, и да се извлече коефициент на безопасност. AI организира данни и бързо сканира за потенциал за втечняване в поле с много ямки; но резултатът се проверява чрез ръчно изчисление, като се използва стандартният метод (напр. местен код за земетресение). Фалшив отрицателен тук означава, че дадена конструкция потъва в земята по време на земетресение.
Три мини калъфа: с числата
Случай 1 — Улавяне на липсващ инвентар. На окръжна карта на свлачища моделът изглеждаше „добър“ с 89% точност; но теренният геолог откри три стари белега от свлачище (незаписани) на склона на долината, които картата показваше като безопасни. Моделът не можа да научи този модел, защото инвентаризацията беше непълна. Когато инвентарът беше актуализиран и картата беше подновена, този наклон премина към висока чувствителност. Точността от 89% прикрива липсата на най-критичната зона.
Случай 2 — Праг на втечняване. На място за запълване на плажа моделът маркира 6 от 42 сондажа като „риск от втечняване“ с най-висок среден праг на точност. Когато експертът премести прага към консервативната страна, за да намали фалшивите негативи, бяха отбелязани 11 измервания; Допълнителни пет бяха потвърдени като наистина рискови чрез стандартно изчисление на ръцете. Консервативният праг спести пет потенциални фалшиви отрицания; увеличението на разходите беше незначително в сравнение с потенциалния риск за живота.
Случай 3 — Сигнал за ранно предупреждение. Изкуственият интелект, обработващ данни от радар и сензор за наклон на склон на открит рудник, отбеляза бавно ускорение на скоростта на деформация и вдигна тревога. Екипът евакуира района; 40 часа по-късно се получи голямо свличане на склона, но никой не пострада. Моделът не каза точния ден/час; Това направи ускоряващото се движение видимо и даде време за вземане на човешки решения.
Слаба подкана / Силна подкана
Слаба подкана:
Има ли риск от свлачище в този регион? Погледнете данните и кажете дали са безопасни или опасни [данни на слоя]
Мощна подкана:
Вашата роля: Помощник геолог при природни опасности. Даване на ТОЧНИЯ етикет "безопасно/опасно" със следните променливи. Вместо това: 1) Обяснете факторите, които допринасят за настроението и посоката на всеки. 2) Установете калибрирана вероятностна логика, а не клас; Посочете защо прагът за безопасност на живота трябва да се избира внимателно, за да се намалят фалшивите отрицания. 3) Напишете как резултатът може да бъде подвеждащ, ако историческият опис на свлачището е непълен. 4) Избройте 4 точки, които трябва да бъдат потвърдени на място. Окончателната оценка принадлежи на оторизирания инженер. Данните са анонимни.
Четири копируеми шаблона
1) Искане на вероятност вместо клас на опасност:
Интерпретирайте изхода на модела на опасността като калибрирана вероятност, а не като точен клас. Сравнете последиците от фалшивите отрицателни и фалшивите положителни резултати в тази област и обосновете в каква посока трябва да се измести прагът за безопасност на живота.
2) Одит на недостиг на запаси:
Избройте всички индикации, че инвентаризацията, върху която е обучен моделът за податливост на свлачища, може да е непълна (рекордни години, покрита площ, пропуски в данните). Маркирайте в кои области този недостатък би увеличил риска от фалшиви отрицателни резултати.
3) Скица за скрининг на втечняване:
За потенциал за втечняване в обект с множество сондажи: препоръчайте проверка кои сондажи съдържат наситен насипен пясък и изискват първично ръчно изчисление. Посочете, че трябва да се провери по стандартния метод; не дават точен коефициент на сигурност.
4) Тълкуване на сигнала за ранно предупреждение:
Да се обобщят промените в скоростта и ускорението в серията за наблюдение на деформацията (наклон/радар); Има ли тревожен модел на ускорение? Даване на точна времева оценка; Посочете кога/данните са необходими за човешка преценка.
Тип опасност, фалшиво отрицание и проверка
опасност
Принос на AI
Резултат от фалшиво отрицателен
Задължителна проверка
податливост на свлачища
Сливане на слоеве, модел
Мисля, че плаващата зона е безопасна
Поле + текущ опис
сеизмична опасност
База данни/сценарий
Подценяване на движението на земята
Сеизмологичен експерт + стандарт
втечняване
Многоямково сканиране
Сграда потъваща в земята
SPT/CPT ръчно изчисление + регулиране
ранно предупреждение за наклон
Филтриране на следящ сигнал
забавяне на еякулацията
Човешка преценка + полево потвърждение
Съвет: Винаги проверявайте изхода за бедствие с въпроса "Счита ли се за фалшива аларма или за пропуск?" Прочетете с въпроса. По отношение на безопасността на живота е много по-приемливо да изтърпите няколко фалшиви аларми, отколкото една пропусната опасност.
Често срещани грешки
- Да бъдеш измамен от общата истина. Високата точност може да пропусне редки фатални събития; Истинският показател е фалшивият отрицателен процент.
- Оставяне на прага на модела. Прагът на безопасност на живота се определя внимателно от експерт, който знае последствията; не е автоматичен "най-добър" праг.
- Игнориране на липсващ инвентар. Моделът не може да види модела, който не е научил; Ако инвентарът липсва, картата ще заблуди сигурната страна.
- Объркващо предразположение с тригер. Чувствителността е въпрос на "къде", тригерът е въпрос на "кога"; И двете изискват отделна проверка.
- Погрешно приемане на ранно предупреждение като окончателно пророчество. Системата спестява време; Решението и отговорността за евакуация принадлежат на лицето.
В обобщение
- Природната опасност е най-тежката област на отговорност на геоложкото инженерство; Цената на грешен резултат може да бъде живот.
- Фалшивият отрицателен резултат (погрешно приемане на опасен за безопасен) е много по-сериозен от фалшивия положителен резултат; Прагът е избран предпазливо, в полза на живота.
- Общата точност е подвеждаща; Критерият е процентът на липсващите редки фатални събития; Резултатът трябва да бъде калибрирана вероятност, а не клас.
- Моделът на свлачището не може да се учи от непълна инвентаризация; Всяка карта на опасностите се проверява чрез теренна и експертна проверка.
- Ранното предупреждение спестява време, но не е пророчество; Решението за евакуация и вземане на предпазни мерки принадлежи на упълномощения инженер и служител.
Задача за приложение
Извлечете анонимизиран сценарий на опасност (слоеве на свлачище или сондажи за втечняване; представителни данни). Не позволявайте на модела да дава груби етикети и го накарайте да обсъжда фалшивия отрицателен/положителен баланс с шаблона „искане на вероятност вместо клас на опасност“. След това използвайте шаблона „одит на недостиг на инвентар“, за да разберете къде разпечатката може да е подвеждаща и запишете списък от три точки, които изискват проверка на място.
контролен списък
- [ ] Разбрах разликата между фалшиво отрицателен и фалшиво положителен резултат и значението му за безопасността на живота.
- [ ] Оценявам изхода за опасност по процент на пропуски, а не по обща точност.
- [ ] Смятам, че прагът трябва да бъде определен от експерт предпазливо и в полза на живота.
- [ ] Разбирам, че моделът на свлачището не може да се учи от непълна инвентаризация и изисква потвърждение на място.
- [ ] Използвам системата за ранно предупреждение не като пророчество, а като инструмент, който спестява време за човешки решения.