Kasu:
- Mõistke tehisintellekti kasutamist maalihketundlikkuse kaardistamisel, seismilise ohu ja veeldamise hindamisel.
- Võimalus luua mitme muutujaga ohuandmetest riskide klassifikatsiooni ja varajase hoiatamise töövoogu
- Võimalus kontrollida ohtude väljundeid eluohutusvastutuse, valehäire tasakaalu ja välitõendite abil
Selle üksuse teemaks on geoloogiatehnika kõige vastutustundlikum valdkond: looduskatastroofide ja geoloogiliste ohtude hindamine. Vea hind pole siin raha, vaid inimelu. Kui maalihketundlikkuse kaart näitab naabruskonda valesti kui "turvalist", ei võeta midagi ette. Kui veeldamise hindamine tõlgendab haigla all olevat maapinda valesti, võib konstruktsioon maavärina ajal vajuda. Selles valdkonnas loob tehisintellekt tõelist väärtust mitme muutujaga andmete töötlemisel, mustrite hõivamisel ja varajase hoiatussignaalide filtreerimisel. Kuid just selles valdkonnas peab kontrollimine olema kõige rangem, inseneri heakskiit kõige absoluutsem ja määramatuse juhtimine kõige täpsem, sest vale väljundi hind on kõrgeim.
Selles üksuses käsitleme tehisintellekti objektiivi kaudu kolme tüüpi ohte: maalihketundlikkuse kaardistamine (mitme muutujaga andmete põhjal ennustamine, millistel nõlvadel on libisemisoht), seismilist ohtu (maavärina võimaliku liikumise intensiivsus maapinnal) ja veeldamist (kui küllastunud lahtine liiv toimib maavärina ajal vedelikuna ja kaotab oma võimsuse). Meie ühine teema on, miks on ohtlike tulemuste vale negatiiv (tegelikult ohtliku ala klassifitseerimine ohutuks) saatuslik ja kuidas seada eluohutuse kasuks künniseid.
Valenegatiivide ja valepositiivsete tasakaal
Ohu klassifikatsioonis on kahte tüüpi vigu. Valepositiivne on ohutu ala ohtlikuks klassifitseerimine; Tulemuseks on tarbetud kulud, lisakontroll, võib-olla projekti edasilükkamine – see on elu seisukohalt ohutu. Valenegatiivne on ohtliku ala klassifitseerimine ohutuks; Tulemuseks on ettevaatusabinõude rakendamata jätmine ja võimalik inimelu/vara kaotus. Need kaks viga ei ole võrdsed. Eluohutuse valdkondades valitakse lävi ettevaatlikult, et minimeerida valenegatiivseid tulemusi; See tähendab, et kahtluse korral veereb see ohtlikule poolele ja seda kinnitab välikinnitus.
AI-mudelid valivad üldiselt künnised, mis suurendavad üldist täpsust. Kuid ohuteaduses ei ole eesmärk täielik täpsus, vaid valenegatiivsete arvude hoidmine madalal. Seetõttu peaks mudeli väljund olema kalibreeritud tõenäosus, mitte "klass" ja läve peaks määrama ohuekspert, teades tagajärgi. Maalihkemudeli 92% täpsus on väärtusetu, kui see jätab poole tegelikust maalihkest mööda.
Ettevaatust: ärge laske end petta ohumudeli suurest üldisest täpsusest. Vaadake harvaesinevate, kuid surmavate sündmuste (maalihke, vedeldamine) vahelejäämise määra (valenegatiivne). Kriteerium eluohutuses pole olla keskmiselt õige, vaid mitte lasta mööda ohtlikust.
Maalihketundlikkuse kaardistamine
Maalihketundlikkus, "kas see koht libiseb, kui kõik tingimused on täidetud?" vastab küsimusele geoloogiliste ja topograafiliste muutujatega. Tavaliselt on sisendid: kalle, aspekt, litoloogia, katkestuse orientatsioon, maakasutus, sademed, ajalooline maalihke inventuur ja põhjavesi. Tehisintellekt ühendab need kihid ja loob vastuvõtlikkuse kaardi, õppides ära mustri mineviku maalihete ümber.
On kaks kriitilist punkti. Esiteks, mudel õpib mineviku maalihke inventuurist; Kui inventuur on puudulik (paljud maalihked ei ole registreeritud), ei näe mudel neid mustreid üldse ja annab valenegatiivseid tulemusi. Teiseks ei anna tundlikkus mitte päästikut (millal nihutada), vaid vastuvõtlikkust (kuhu nihutada, kui tingimused tekivad); Neid kahte segi ajada on ohtlik. Kaart ei saa olla otsustamise aluseks, ilma et see oleks kontrollitud väligeoloogi paljandivaatluse, katkestuste mõõtmise ja varasemate liikumisjälgedega.
Seismiline oht ja veeldamine
Seismilise ohu hindamine annab tõenäosusliku hinnangu maapinna liikumisele (kiirendusele), mis eeldatavasti teatud aja jooksul kohas ületatakse. Tehisintellekt aitab töödelda kirjete andmebaase, võrrelda maapinna liikumise prognoosimise suhteid ja luua stsenaariume. Rikkeallikate, kordumisvahemike ja maapinna võimenduse määratlemine eeldab aga geoloogilis-seismoloogilist ekspertiisi; mudel ei mahu neile.
Veeldamise hindamine mõõdab ohtu, et küllastunud lahtine liiv kaotab maavärina vibratsiooni tõttu oma kandevõime. Klassikaline meetod on võrrelda SPT-N (või CPT) väärtust maavärina tekitatud pingetsükli kiirusega ja tuletada ohutustegur. AI korrastab andmeid ja otsib kiiresti veeldamispotentsiaali mitme süvendiga väljal; kuid tulemust kontrollitakse käsitsi arvutades standardmeetodil (nt kohaliku maavärina kood). Valenegatiiv tähendab siin seda, et konstruktsioon vajub maavärina ajal maasse.
Kolm miniümbrist: numbrite järgi
Juhtum 1 – puuduvate varude hõivamine. Maakonna maalihkekaardil näis mudel 89% täpsusega "hea"; kuid väligeoloog leidis oru nõlvalt kolm vana maalihkearmi (registreerimata), mida kaart näitas ohutuna. Mudel ei saanud seda mustrit õppida, kuna inventar oli puudulik. Kui inventuuri uuendati ja kaarti uuendati, lülitus see kalle kõrgele tundlikkusele. 89% täpsus varjas kõige kriitilisema ala puudumist.
Juhtum 2 – veeldamise lävi. Rannatäitmiskohas märkis mudel 6 puurimist 42-st kõrgeima keskmise täpsuslävega „vedelusriskina”. Kui ekspert nihutas valenegatiivsuse vähendamiseks läve konservatiivsele poolele, märgiti 11 sondeerimist; Täiendavad viis on osutunud tõeliselt riskantseks tavaliste kätearvutustega. Konservatiivne lävi päästis viis potentsiaalset valenegatiivset tulemust; kulude kasv oli tühine võrreldes võimaliku ohuga elule.
Juhtum 3 – varajane hoiatussignaal. Tehisintellekt töötles radari ja kaldeandurite andmeid avatud süvendi nõlval, mis viitas deformatsioonikiiruse aeglasele kiirenemisele ja andis häire. Meeskond evakueeris piirkonna; 40 tundi hiljem toimus nõlval suur libisemine, kuid keegi viga ei saanud. Modell ei öelnud täpset päeva/kellaaega; See tegi kiireneva liikumise nähtavaks ja andis aega inimese otsuste tegemiseks.
Nõrk viip / Tugev viip
Nõrk viip:
Kas selles piirkonnas on maalihkeoht? Vaadake andmeid ja öelge, kas see on ohutu või ohtlik.[kihi andmed]
Võimas viip:
Teie roll: loodusohu geoloogi assistent. TÄPSELT "ohutu/ohtlik" sildi andmine järgmiste muutujatega. Selle asemel:1) Selgitage tundeid soodustavaid tegureid ja igaühe suunda.2) Looge pigem kalibreeritud tõenäosusloogika kui klass; Täpsustage, miks tuleks eluohutuse läve valida ettevaatlikult, et vähendada valenegatiivseid tulemusi.3) Kirjutage, kuidas väljund võib olla eksitav, kui ajalooline maalihke inventuur on puudulik.4) Loetlege 4 punkti, mis tuleb põllul kinnitada. Lõpliku hinnangu annab volitatud insener. Andmed on anonüümsed.
Neli kopeeritavat malli
1) Tõenäosuse küsimine ohuklassi asemel:
Tõlgendage ohumudeli väljundit kalibreeritud tõenäosusena, mitte terava klassina. Võrrelge valenegatiivsete ja valepositiivsete vastuste tagajärgi selles valdkonnas ning põhjendage, millises suunas tuleks eluohutuse tagamiseks läve nihutada.
2) Varude puudujäägi audit:
Loetlege kõik märgid, et inventuur, mille põhjal maalihketundlikkuse mudelit koolitatakse, võib olla puudulik (rekordaastad, hõlmatud ala, andmelünkad). Märkige, millistes piirkondades see puudus suurendab valenegatiivsete tulemuste riski.
3) Veeldamise sõelumise eskiis:
Veeldamispotentsiaali jaoks mitme puuriga kohas: soovitage sõeluda, mille puuraukudes on küllastunud lahtine liiv ja mis nõuavad esmast käsitsi arvutamist. Täpsustage, et see tuleb kontrollida standardmeetodil; ei anna täpset ohutustegurit.
4) Varajase hoiatussignaali tõlgendamine:
Teha kokkuvõte kiiruse ja kiirenduse muutustest deformatsiooniseire seerias (kalle/radar); Kas on murettekitav kiirendusmuster? Täpse ajaprognoosi andmine; Täpsustage, millal/andmeid on vaja inimese hinnangu andmiseks.
Ohu tüüp, valenegatiivne ja kinnitus
Oht
AI panus
Valenegatiivse tulemuse tulemus
Kohustuslik kontrollimine
maalihkete vastuvõtlikkus
Kihtide sulandumine, muster
Mõeldes, et ujuvala on ohutu
Põld + hetkevaru
seismiline oht
Andmebaas/stsenaarium
Maapinna liikumise alahindamine
Seismoloogiline ekspert + standard
vedeldamine
Mitme süvendi skaneerimine
Hoone vajub maasse
SPT/CPT käsitsi arvutamine + reguleerimine
kallaku varajane hoiatus
Jälgimissignaali filtreerimine
viivitada ejakulatsiooni
Inimlik otsustus + välikinnitus
Näpunäide: kontrollige alati hädaväljundit küsimusega "Kas seda peetakse valehäireks või möödalaskmiseks?" Loe koos küsimusega. Eluohutuse seisukohalt on palju vastuvõetavam taluda paar valehäiret kui üks vahelejäänud oht.
Levinud vead
- Üldise tõega petetud olemine. Suure täpsusega võivad harvad surmaga lõppenud sündmused vahele jääda; Tegelik mõõdik on valenegatiivne määr.
- Lävendi jätmine mudelile. Eluohutusläve määrab ettevaatlikult asjatundja, kes teab tagajärgi; ei ole automaatne "parim" lävi.
- Puuduva inventari ignoreerimine. Mudel ei näe mustrit, mida ta pole õppinud; Kui inventar puudub, siis kaart petab turvalise poole.
- Segane eelsoodumus päästikuga. Tundlikkus on küsimus "kus", päästik on küsimus "millal"; Mõlemad nõuavad eraldi kontrollimist.
- Varase hoiatuse eksimine lõplikuks ennustuseks. Süsteem säästab aega; Otsus ja vastutus evakueeruda kuulub inimesele.
Kokkuvõttes
- Looduslikud ohud on geoloogiatehnika kõige raskem vastutusvaldkond; Vale toodangu hind võib olla eluiga.
- Valenegatiivne (ohtliku ohutuks ajamine) on palju tõsisem kui valepositiivne; Lävi on valitud ettevaatlikult, elu kasuks.
- Üldine täpsus on eksitav; Kriteerium on harvaesinevate surmaga lõppevate sündmuste määr; Väljund peaks olema kalibreeritud tõenäosuse, mitte klassi järgi.
- Maalihkemudel ei saa õppida mittetäielikust inventuurist; Iga ohukaart on kontrollitud valdkonna ja ekspertide poolt.
- Varajane hoiatamine säästab aega, kuid ei ole ettekuulutus; Otsus evakueerimise ja ettevaatusabinõude rakendamise kohta kuulub volitatud insenerile ja ametnikule.
Rakenduse ülesanne
Hankige anonüümne ohustsenaarium (maalihkekihid või vedeldamise puuraugud; tüüpilised andmed). Ärge andke mudelile karme silte ja laske sellel valenegatiivse/positiivse saldo üle arutleda malliga "Ohuklassi asemel küsi tõenäosust". Seejärel kasutage malli "varude puudujäägi audit", et välja selgitada, kus väljatrükk võib olla eksitav, ja kirjutage üles kolme punktiga, mis nõuavad välja kontrollimist.
kontrollnimekiri
- [ ] Sain aru valenegatiivse ja valepositiivse erinevusest ning selle tähtsusest eluohutuses.
- [ ] Hindan ohtude väljundit pigem möödalaskemäära kui üldise täpsuse järgi.
- [ ] Usun, et lävendi peaks asjatundja seadma ettevaatlikult ja elu pooldavalt.
- [ ] Saan aru, et maalihkemudel ei saa mittetäielikust inventuurist õppida ja nõuab välikinnitust.
- [ ] Kasutan varajase hoiatamise süsteemi mitte ettekuulutusena, vaid vahendina, mis säästab aega inimlike otsuste tegemiseks.