Добивки:
- Разберете ја употребата на вештачката интелигенција при мапирање на подложност на свлечишта, сеизмичка опасност и проценка на втечнување.
- Способност да се создаде класификација на ризик и работен тек на рано предупредување од повеќеваријантни податоци за опасност
- Способност да се проверат излезите за опасност со одговорност за безбедноста на животот, рамнотежа на лажни тревоги и теренски докази
Предмет на оваа единица е најодговорната област на геолошкото инженерство: проценка на природни катастрофи и геолошка опасност. Цената на грешката овде не е пари, туку човечки живот. Ако мапата за подложност на лизгање на земјиштето погрешно го прикажува соседството како „безбедно“, не се презема ништо; Ако проценката на втечнување погрешно ја прочита земјата под болницата, структурата може да потоне за време на земјотрес. На ова поле, вештачката интелигенција произведува вистинска вредност во обработката на повеќеваријантните податоци, снимањето обрасци и филтрирањето на сигналите за рано предупредување. Но, токму во оваа област верификацијата мора да биде најстрога, инженерското одобрување најапсолутно и управувањето со несигурноста најпрецизно, бидејќи цената на неточниот излез е највисока.
Во оваа единица, ќе разгледаме три типа на опасности преку леќата на вештачката интелигенција: мапирање на подложност на лизгање на земјиштето (предвидување од повеќеваријантни податоци кои падини се изложени на ризик од лизгање), сеизмичка опасност (можен интензитет на движење на тлото од земјотрес) и втечнување (кога заситениот лабав песок го губи капацитетот на земјотресот и го губи својот капацитет од земјотрес). Нашата заедничка тема е зошто лажно негативно на излезите за опасност (класификација на навистина опасна област како безбедно) е фатално и како да се постават прагови во корист на безбедноста на животот.
Биланс на лажни негативни и лажни позитиви
Постојат два вида на грешки во класификацијата на опасностите. Лажно позитивно е класифицирање на безбедна област како опасна; Резултатот е непотребен трошок, дополнителна контрола, можеби одложување на проектот - тоа е на безбедна страна во однос на животот. Лажно негативно е класификација на опасната област како безбедна; Резултатот е непреземање мерки на претпазливост и можна загуба на живот/имот. Овие две грешки не се еднакви. Во областите за безбедност на животот, прагот се избира внимателно за да се минимизираат лажните негативи; Тоа е, кога се сомневате, се тркала на опасната страна и се потврдува со потврда на теренот.
Моделите со вештачка интелигенција генерално избираат прагови што ќе ја максимизираат вкупната точност. Но, во науката за опасност, целта не е целосна точност, туку одржување на ниски лажни негативи. Затоа, излезот од моделот треба да биде калибрирана веројатност, а не „класа“, а прагот треба да го постави експертот за опасност, знаејќи ги последиците. Прецизноста од 92% на моделот на свлечиште е безвредна ако пропушти половина од вистинските свлечишта.
Внимание: Немојте да бидете измамени од високата вкупна точност на опасен модел. Погледнете ја стапката на промашување (лажно негативно) за ретки, но смртоносни настани (одрони, втечнување). Критериум во безбедноста на животот е да не се биде во право во просек, но да не се пропушти опасното.
Landslide Susceptibility Mapping
Подложност на лизгање на земјиштето, "дали ова место ќе се лизне кога ќе се исполнат сите услови?" одговара на прашањето со геолошки и топографски променливи. Влезните податоци обично се: наклон, аспект, литологија, ориентација на дисконтинуитет, користење на земјиштето, врнежи, историски инвентар на свлечишта и подземни води. Вештачката интелигенција ги спојува овие слоеви и создава карта на подложност со учење на шемата околу минатите свлечишта.
Има две критични точки. Прво, моделот учи од претходниот попис на свлечишта; Ако инвентарот е нецелосен (многу свлечишта не се евидентирани) моделот воопшто не може да ги види тие обрасци и произведува лажни негативи. Второ, чувствителноста не го дава активирањето (кога да се префрли), туку подложноста (каде да се префрли ако се појават условите); Опасно е да се помешаат двете. Картата не може да се користи како основа за одлука без да биде потврдена со набљудување на теренот на теренот геолог, мерење на дисконтинуитет и траги од минато движење.
Seismic Hazard and Liquefaction
Проценката на сеизмичката опасност дава веројатна проценка на движењето на земјата (забрзувањето) што се очекува да биде надминато во даден временски период на локацијата. Вештачката интелигенција помага во обработката на базите на податоци за записи, споредување на односите за предвидување на движењето на земјата и генерирање сценарија. Меѓутоа, дефинирањето на изворите на раседите, интервалите на повторување и засилувањето на земјата бараат геолошко-сеизмолошка експертиза; моделот не може да ги собере.
Проценката на втечнување го мери ризикот заситениот лабав песок да ја изгуби својата носивост преку вибрации од земјотрес. Класичниот метод е да се спореди вредноста SPT-N (или CPT) со стапката на напонскиот циклус произведен од земјотресот и да се изведе безбедносен фактор. AI организира податоци и брзо скенира за потенцијал за втечнување во поле со повеќе бунари; но резултатот се проверува со рачна пресметка користејќи го стандардниот метод (на пр. локален код за земјотрес). Лажно негативно овде значи дека структура тоне во земјата за време на земјотрес.
Три мини случаи: според бројките
Случај 1 - Фаќање на исчезнатиот инвентар. На мапата на окружни свлечишта, моделот изгледаше „добро“ со 89% точност; но теренскиот геолог нашол три стари лузни од лизгање на земјиштето (неевидентирани) на падината на долината кои картата ги покажала како безбедни. Моделот не можеше да ја научи оваа шема бидејќи пописот беше нецелосен. Кога пописот беше ажуриран и картата беше обновена, тој наклон се префрли на висока чувствителност. Точноста од 89% го сокри недостигот на најкритичната област.
Случај 2 - Праг на втечнување. На местото за полнење на плажа, моделот означи 6 од 42 дупчење како „ризик од втечнување“ со највисок просечен праг на точност. Кога експертот го премести прагот на конзервативната страна за да ги намали лажните негативи, беа означени 11 звучни сигнали; Дополнителни пет се потврдени дека се навистина ризични со стандардна рачна пресметка. Конзервативниот праг спаси пет потенцијални лажни негативи; зголемувањето на трошоците беше занемарливо во споредба со потенцијалниот ризик по животот.
Случај 3 - Сигнал за рано предупредување. Податоците од радарот за обработка на вештачка интелигенција и сензорот за наклон на отворена падина означиле бавно забрзување во стапката на деформација и вклучиле аларм. Тимот ја евакуираше областа; 40 часа подоцна, се случи голем лизгање на падината, но никој не беше повреден. Моделот не го кажа точниот ден/време; Го направи забрзаното движење видливо и му даде време на човечкото одлучување.
Слаба навестување / Силен навестување
Слаба навестување:
Дали постои ризик од лизгање на земјиштето во овој регион? Погледнете ги податоците и кажете дали се безбедни или опасни.[податоци за слојот]
Моќен потсетник:
Вашата улога: Помошник геолог за природна опасност. Давање ТОЧНА ознака „безбедно/опасно“ со следните променливи. Наместо тоа: 1) Објаснете ги факторите кои придонесуваат за чувството и насоката на секој од нив. 2) Воспоставете калибрирана логика на веројатност наместо класа; Наведете зошто прагот за безбедност на животот треба внимателно да се избере за да се намалат лажните негативи.3) Напишете како резултатот може да биде погрешен ако историскиот попис на свлечишта е нецелосен.4) Наведете 4 точки кои треба да се потврдат на терен. Конечната проценка му припаѓа на овластениот инженер. Податоците се анонимни.
Четири шаблони за копирање
1) Барање веројатност наместо класа на опасност:
Толкувајте го излезот од моделот на опасност како калибрирана веројатност наместо остра класа. Споредете ги последиците од лажните негативни и лажни позитиви на ова поле и оправдајте на кој начин треба да се помести прагот за безбедност на животот.
2) Ревизија на недостиг на залихи:
Наведете ги сите индикации дека инвентарот на кој е обучен моделот за подложност на свлечиште може да биде нецелосен (рекордни години, покриена површина, празнини во податоците). Означете во кои области овој недостаток би го зголемил ризикот од лажни негативи.
3) Скица за проверка на втечнување:
За потенцијалот на втечнување во место со повеќе дупчење: препорачајте скрининг чии дупнатини содржат заситен лабав песок и бараат примарна рачна пресметка. Наведете дека мора да се потврди со стандарден метод; не давајте точен безбедносен коефициент.
4) Толкување на сигналот за рано предупредување:
Да ги сумира промените во брзината и забрзувањето во серијата за следење на деформации (наклон/радар); Дали постои алармантна шема на забрзување? Давање точна временска проценка; Наведете кога/податоци се потребни за човечко расудување.
Тип на опасност, лажно негативно и верификација
Опасност
Придонес за вештачка интелигенција
Резултат на лажно негативно
Задолжителна верификација
подложност на лизгање на земјиштето
Спојување на слоеви, шема
Мислејќи дека пловечката област е безбедна
Поле + тековен инвентар
сеизмичка опасност
База на податоци/сценарио
Underestimating ground motion
Сеизмолошки експерт + стандард
втечнување
Скенирање со повеќе бунари
Зграда тоне во земја
SPT/CPT рачна пресметка + регулација
рано предупредување за наклон
Филтрирање на сигнал за трага
одложување на ејакулацијата
Човечко расудување + потврда на терен
Совет: Секогаш проверувајте го излезот за вознемиреност со прашањето „Дали се смета за лажна тревога или промашување?“ Прочитајте со прашањето. Во безбедноста на животот, многу поприфатливо е да се издржат неколку лажни аларми отколку една пропуштена опасност.
Вообичаени грешки
- Да се биде измамен од општата вистина. High accuracy may miss rare fatal events; Вистинската метрика е лажно негативна стапка.
- Оставајќи го прагот на моделот. Прагот на животна безбедност е внимателно поставен од експерт кој ги знае последиците; не автоматски „најдобар“ праг.
- Игнорирање на залихи што недостасува. Моделот не може да ја види шемата што не ја научил; Ако пописот недостасува, мапата ќе ја измами безбедната страна.
- Збунувачки предиспозиција со активирањето. Чувствителноста е прашање „каде“, активирањето е прашање „кога“; Both require separate verification.
- Грешка на раното предупредување како дефинитивно пророштво. Системот заштедува време; Одлуката и одговорноста за евакуација му припаѓаат на лицето.
Сумирано
- Природната опасност е најтешката област на одговорност на геолошкиот инженеринг; Цената на погрешниот резултат може да биде живот.
- Лажно негативно (погрешно опасно за безбедно) е многу посериозно од лажно позитивно; Прагот е избран претпазливо, во корист на животот.
- Општата точност е погрешна; Критериум е стапката на исчезнати ретки фатални настани; Излезот треба да биде калибриран веројатност, а не класа.
- Моделот на свлечиште не може да научи од нецелосниот попис; Секоја карта на опасност се проверува со теренска и стручна проверка.
- Раното предупредување заштедува време, но не е пророштво; Одлуката за евакуација и преземање мерки на претпазливост е на овластениот инженер и службено лице.
Задача за апликација
Добијте анонимизирано сценарио за опасност (слоеви од лизгање на земјиштето или бушотини за втечнување; репрезентативни податоци). Не дозволувајте моделот да дава груби етикети и натерајте го да разговара за лажно негативно/позитивно салдо со шаблонот „побарајте веројатност наместо класа на опасност“. Потоа користете го шаблонот „ревизија на недостиг на залихи“ за да дознаете каде отпечатокот може да биде погрешен и запишете листа од три точки за кои е потребна теренска проверка.
листа за проверка
- [ ] Ја разбрав разликата помеѓу лажно негативно и лажно позитивно и нејзината важност за безбедноста на животот.
- [ ] Јас го оценувам излезот на опасност според стапката на промашување наместо вкупната точност.
- [ ] Сметам дека прагот треба да го постави експерт претпазливо и во корист на животот.
- [ ] Разбирам дека моделот на свлечиште не може да научи од нецелосниот попис и бара теренска потврда.
- [ ] Го користам системот за рано предупредување не како пророштво, туку како алатка која заштедува време за човечки одлуки.