Pelnas:
- Supraskite AI naudojimą nustatant jautrumo nuošliaužoms žemėlapius, seisminį pavojų ir suskystėjimo vertinimą.
- Galimybė sukurti rizikos klasifikaciją ir išankstinio įspėjimo darbo eigą iš daugiamačių pavojų duomenų
- Galimybė patikrinti pavojaus rezultatus, prisiimant atsakomybę už gyvybės saugą, klaidingo aliarmo balansą ir lauko įrodymus
Šio skyriaus tema – atsakingiausia geologijos inžinerijos sritis: stichinių nelaimių ir geologinio pavojaus vertinimas. Klaidos kaina čia ne pinigai, o žmogaus gyvybė. Jei jautrumo nuošliaužoms žemėlapyje kaimynystė neteisingai nurodyta kaip „saugi“, jokių veiksmų nesiimama; Jei suskystėjimo vertinimas klaidingai įvertina žemę po ligonine, žemės drebėjimo metu konstrukcija gali nuskęsti. Šioje srityje dirbtinis intelektas sukuria realią vertę apdorojant daugiamatius duomenis, fiksuojant modelius ir filtruojant ankstyvojo įspėjimo signalus. Tačiau būtent šioje srityje tikrinimas turi būti griežčiausias, inžinieriaus patvirtinimas – absoliučiausias, o neapibrėžtumo valdymas – tiksliausias, nes neteisingos išvesties kaina yra didžiausia.
Šiame skyriuje apžvelgsime trijų tipų pavojus per dirbtinio intelekto objektyvą: jautrumo nuošliaužoms žemėlapių sudarymas (iš kelių kintamųjų duomenų numatantis, kokiems šlaitams gresia slydimas), seisminį pavojų (galimas žemės drebėjimo judėjimo intensyvumas) ir suskystėjimą (kai prisotintas purus smėlis veikia kaip skystis žemės drebėjimo metu ir praranda savo pajėgumą). Mūsų bendra tema yra ta, kodėl klaidingas neigiamas pavojaus rezultatas (iš tikrųjų pavojingos zonos priskyrimas saugiai) yra mirtinas ir kaip nustatyti gyvybės saugos slenksčius.
Klaidingų neigiamų ir klaidingų teigiamų dalykų balansas
Klasifikuojant pavojų yra dviejų tipų klaidos. Klaidingas teigiamas rezultatas reiškia, kad saugi zona klasifikuojama kaip pavojinga; Rezultatas yra nereikalingos išlaidos, papildomas patikrinimas, galbūt projekto atidėliojimas – tai saugus gyvenimo požiūriu. Klaidingas neigiamas rezultatas yra pavojingos zonos priskyrimas saugiai; Rezultatas yra atsargumo priemonių nesilaikymas ir galimas gyvybės / turto praradimas. Šios dvi klaidos nėra lygios. Gyvybės saugos srityse slenkstis parenkamas atsargiai, kad būtų kuo mažiau klaidingų neigiamų rezultatų; Tai yra, kai kyla abejonių, jis rieda į pavojingą pusę ir patvirtinamas lauko patvirtinimu.
AI modeliai paprastai pasirenka slenksčius, kurie padidins bendrą tikslumą. Tačiau pavojaus moksle tikslas yra ne visiškas tikslumas, o išlaikyti žemą klaidingų neigiamų skaičių. Todėl modelio išvestis turėtų būti kalibruota tikimybė, o ne „klasė“, o slenkstį turėtų nustatyti pavojų ekspertas, žinodamas pasekmes. 92 % nuošliaužų modelio tikslumas yra bevertis, jei jis praleidžia pusę faktinių nuošliaužų.
Atsargiai: neapsigaukite dėl didelio bendro pavojaus modelio tikslumo. Pažiūrėkite į retų, bet mirtinų įvykių (nuošliaužų, suskystėjimo) praleidimo rodiklį (klaidingai neigiamas). Gyvybės saugos kriterijus – ne būti teisingam vidutiniškai, bet nepraleisti pavojingo.
Nuošliaužų jautrumo žemėlapis
Jautrumas nuošliaužoms, "ar ši vieta nuslys, kai bus įvykdytos visos sąlygos?" atsako į klausimą su geologiniais ir topografiniais kintamaisiais. Įvesties duomenys paprastai yra: nuolydis, aspektas, litologija, nenuoseklumo orientacija, žemės naudojimas, krituliai, istorinis nuošliaužų inventorius ir požeminis vanduo. Dirbtinis intelektas sulieja šiuos sluoksnius ir sukuria jautrumo žemėlapį, išmokdamas praeities nuošliaužų modelį.
Yra du kritiniai taškai. Pirma, modelis mokosi iš praeities nuošliaužų inventoriaus; Jei inventorius yra neišsamus (daug nuošliaužų neužfiksuota), modelis iš viso nemato tų modelių ir pateikia klaidingus neigiamus rezultatus. Antra, jautrumas suteikia ne trigerį (kada pakeisti), o jautrumą (kur perkelti, jei atsiranda sąlygos); Pavojinga juos supainioti. Žemėlapis negali būti naudojamas kaip sprendimo pagrindas, jei jo nepatvirtina lauko geologo atodangos stebėjimas, nepertraukiamumo matavimas ir praeities judėjimo pėdsakai.
Seisminis pavojus ir suskystėjimas
Seisminio pavojaus vertinimas pateikia tikimybinį žemės judėjimo (pagreičio) įvertinimą, kuris, kaip tikimasi, bus viršytas per tam tikrą laikotarpį vietoje. Dirbtinis intelektas padeda apdoroti įrašų duomenų bazes, lyginti žemės judėjimo prognozavimo ryšius ir kurti scenarijus. Tačiau gedimų šaltinių, pasikartojimo intervalų ir žemės stiprinimo apibrėžimas reikalauja geologinės-seismologinės ekspertizės; modelis jiems netinka.
Suskystinimo vertinimas matuoja riziką, kad prisotintas purus smėlis praras savo laikomąją galią dėl žemės drebėjimo vibracijos. Klasikinis metodas yra lyginti SPT-N (arba CPT) vertę su įtampos ciklo greičiu, kurį sukelia žemės drebėjimas, ir nustatyti saugos koeficientą. AI tvarko duomenis ir greitai nuskaito suskystinimo potencialą kelių šulinių lauke; tačiau rezultatas patikrinamas rankiniu būdu skaičiuojant naudojant standartinį metodą (pvz., vietinį žemės drebėjimo kodą). Klaidingas neigiamas rezultatas reiškia, kad žemės drebėjimo metu konstrukcija nugrimzta į žemę.
Trys mini dėklai: pagal numerius
1 atvejis – trūkstamų atsargų fiksavimas. Apskrities nuošliaužų žemėlapyje modelis atrodė „gerai“ su 89 % tikslumu; tačiau lauko geologas slėnio šlaite aptiko tris senus nuošliaužų randus (neužfiksuotus), kuriuos žemėlapis parodė kaip saugius. Modelis negalėjo išmokti šio modelio, nes inventorius buvo nebaigtas. Atnaujinus inventorių ir atnaujinus žemėlapį, tas nuolydis persijungė į didelį jautrumą. 89 % tikslumas nuslėpė, kad trūksta svarbiausios vietos.
2 atvejis – suskystinimo slenkstis. Paplūdimio užpildymo vietoje modelis 6 iš 42 gręžimų pažymėjo kaip „suskystinimo riziką“, turintį aukščiausią vidutinį tikslumo slenkstį. Kai ekspertas perkėlė slenkstį į konservatyviąją pusę, kad sumažintų klaidingus neigiamus rezultatus, buvo pažymėta 11 zondavimo atvejų; Standartiniu rankų skaičiavimu patvirtinta, kad papildomi penki yra tikrai rizikingi. Konservatyvus slenkstis išsaugojo penkis galimus klaidingus neigiamus rezultatus; išlaidų padidėjimas buvo nereikšmingas, palyginti su galima rizika gyvybei.
3 atvejis – išankstinis įspėjimo signalas. Dirbtinis intelektas, apdorojęs radaro ir nuolydžio jutiklio duomenis atvirame šlaite, pažymėjo lėtą deformacijos greičio pagreitį ir sukėlė pavojaus signalą. Komanda evakavo teritoriją; Po 40 valandų šlaite įvyko didelis nuolydis, tačiau niekas nenukentėjo. Modelis nepasakė tikslios dienos/laiko; Tai padarė matomą įsibėgėjantį judėjimą ir suteikė laiko žmogui priimti sprendimus.
Silpnas raginimas / stiprus raginimas
Silpnas raginimas:
Ar šiame regione gresia nuošliaužos? Pažiūrėkite į duomenis ir sužinokite, ar tai saugu, ar pavojinga.[sluoksnio duomenys]
Galingas raginimas:
Jūsų vaidmuo: gamtos pavojų geologo padėjėjas. Suteikite TIKSLIĄ etiketę "saugus/pavojingas" su šiais kintamaisiais. Vietoj to:1) Paaiškinkite veiksnius, kurie prisideda prie nuotaikos, ir kiekvieno jų kryptį.2) Nustatykite kalibruotą tikimybių logiką, o ne klasę; Nurodykite, kodėl gyvybės saugos slenkstis turėtų būti pasirenkamas atsargiai, kad būtų sumažintas klaidingas neigiamas skaičius.3) Parašykite, kaip rezultatas gali būti klaidinantis, jei istorinė nuošliaužų inventorizacija yra neišsami.4) Išvardykite 4 punktus, kuriuos reikia patvirtinti lauke. Galutinį įvertinimą turi įgaliotas inžinierius. Duomenys anonimiški.
Keturi kopijuojami šablonai
1) Vietoj pavojaus klasės prašoma tikimybės:
Pavojaus modelio išvestį interpretuokite kaip kalibruotą tikimybę, o ne griežtą klasę. Palyginkite klaidingų neigiamų ir klaidingų teigiamų rezultatų pasekmes šioje srityje ir pagrįskite, į kurią pusę reikėtų perkelti slenkstį siekiant gyvybės saugumo.
2) Atsargų trūkumo auditas:
Išvardykite visus požymius, kad inventorius, pagal kurį mokomas jautrumo nuošliaužoms modelis, gali būti neišsamus (rekordiniai metai, padengtas plotas, duomenų spragos). Pažymėkite, kuriose srityse šis trūkumas padidintų klaidingų neigiamų rezultatų riziką.
3) Suskystinimo atrankos eskizas:
Dėl suskystinimo potencialo kelių gręžimo aikštelėje: rekomenduokite tikrinti, kurių gręžiniuose yra prisotinto puraus smėlio ir kuriuos reikia atlikti pirminį rankinį skaičiavimą. Nurodykite, kad jis turi būti patikrintas standartiniu metodu; nenurodykite tikslaus saugos koeficiento.
4) Ankstyvojo įspėjimo signalo interpretacija:
Apibendrinti greičio ir pagreičio pokyčius deformacijų stebėjimo serijoje (nuolydis/radaras); Ar yra nerimą keliantis pagreičio modelis? Tikslaus laiko sąmata; Nurodykite, kada/duomenų reikia žmogaus sprendimui.
Pavojaus tipas, klaidingas neigiamas ir patikrinimas
Pavojus
AI indėlis
Klaidingo neigiamo rezultatas
Privalomas patikrinimas
jautrumas nuošliaužoms
Sluoksnio suliejimas, raštas
Galvojimas, kad plūduriuojanti zona yra saugi
Laukas + esamas inventorius
seisminis pavojus
Duomenų bazė/scenarijus
Žemės judėjimo neįvertinimas
Seismologinis ekspertas + standartas
suskystinimas
Kelių šulinių nuskaitymas
Pastatas grimzta į žemę
SPT/CPT skaičiavimas rankomis + reguliavimas
išankstinis įspėjimas apie šlaitą
Sekti signalo filtravimas
atidėti ejakuliaciją
Žmogaus sprendimas + lauko patvirtinimas
Patarimas: Visada patikrinkite nelaimės išvestį su klausimu „Ar tai laikoma klaidingu pavojaus signalu ar praleidimu? Skaitykite su klausimu. Gyvybės saugos srityje daug priimtiniau iškęsti kelis klaidingus pavojaus signalus nei vieną praleistą pavojų.
Dažnos klaidos
- Būti apgautas bendros tiesos. Didelis tikslumas gali praleisti retus mirtinus įvykius; Tikroji metrika yra klaidingai neigiamas rodiklis.
- Slenkstį paliekant modeliui. Gyvybės saugos slenkstį atsargiai nustato ekspertas, žinantis pasekmes; ne automatinis „geriausias“ slenkstis.
- Nepaisoma trūkstamų atsargų. Modelis nemato modelio, kurio neišmoko; Jei trūksta inventoriaus, žemėlapis apgaus saugią pusę.
- Painiojantis polinkį su trigeriu. Jautrumas yra klausimas „kur“, trigeris – „kada“; Abu reikalauja atskiro patikrinimo.
- Ankstyvojo įspėjimo klaidinimas kaip galutinė pranašystė. Sistema taupo laiką; Sprendimas ir atsakomybė evakuotis priklauso asmeniui.
Apibendrinant
- Gamtinis pavojus yra didžiausia geologijos inžinerijos atsakomybės sritis; Neteisingos produkcijos kaina gali būti gyvybė.
- Klaidingas neigiamas poveikis (pavojaus supainiojimas su saugiu) yra daug rimtesnis nei klaidingas teigiamas; Slenkstis pasirenkamas atsargiai, gyvenimo naudai.
- Bendras tikslumas yra klaidinantis; Kriterijus yra praleistų retų mirtinų įvykių dažnis; Išvestis turėtų būti kalibruota tikimybe, o ne klasėje.
- Nuošliaužos modelis negali pasimokyti iš neužbaigtos inventorizacijos; Kiekvienas pavojų žemėlapis yra patikrintas vietoje ir ekspertų.
- Išankstinis įspėjimas sutaupo laiko, bet nėra pranašystė; Sprendimą evakuotis ir imtis atsargumo priemonių turi įgaliotas inžinierius ir pareigūnas.
Taikymo užduotis
Gaukite anoniminį pavojaus scenarijų (nuošliaužų sluoksniai arba suskystinimo gręžiniai; reprezentatyvūs duomenys). Saugokite, kad modelis nepateiktų griežtų etikečių ir aptartų klaidingą neigiamą / teigiamą balansą naudodami šabloną „paklausti tikimybės, o ne pavojingumo klasės“. Tada naudokite „atsargų trūkumo audito“ šabloną, kad išsiaiškintumėte, kur spaudinys gali būti klaidinantis, ir užsirašykite trijų punktų, kuriuos reikia patikrinti lauke, sąrašą.
kontrolinis sąrašas
- [ ] Supratau skirtumą tarp klaidingo neigiamo ir klaidingo teigiamo ir jo svarbą gyvybės saugai.
- [ ] Pavojaus išvestį vertinu pagal praleistų skaičių, o ne pagal bendrą tikslumą.
- [ ] Manau, kad slenkstį ekspertas turėtų nustatyti atsargiai ir palankiai gyvybei.
- [ ] Suprantu, kad nuošliaužos modelis negali pasimokyti iš nebaigtos inventorizacijos ir reikalauja patvirtinimo lauke.
- [ ] Išankstinio įspėjimo sistemą naudoju ne kaip pranašystę, o kaip įrankį, taupančią laiką žmogaus sprendimams.