کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4978139 1452258 2017 11 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Appraisal of data-driven and mechanistic emulators of nonlinear simulators: The case of hydrodynamic urban drainage models
ترجمه فارسی عنوان
ارزیابی شبیه سازهای اطلاعاتی و مکانیکی شبیه سازهای غیر خطی: مورد مدل های تخلیه شهری هیدرودینامیکی
کلمات کلیدی
فرآیندهای گاوسی، تقلید مکانیسم، کاهش سفارش مدل، هیدرولوژی، اجزای اصلی، فاکتورسازی ماتریس غیر انتزاعی،
ترجمه چکیده
شناسایی سیستم، تجزیه و تحلیل حساسیت، بهینه سازی و کنترل، نیازمند تعداد زیادی از ارزیابی های مدل است. شبیه ساز دقیق برای این برنامه ها بسیار کند است. شبیه سازهای سریع یک راه حل برای این تقاضای کارایی را فراهم می کنند، که فورا دقت لازم برای سرعت را به خطر می اندازند. استراتژی های زیادی برای ایجاد شبیه سازها وجود دارد، اما انتخاب یکی از آنها همچنان ذهنی است. در اینجا کارایی دو نوع شبیه ساز را مقایسه می کنیم: شبیه سازهای مکانیکی که از معادلات شبیه ساز استفاده می کنند و شبیه سازهای صرفا با داده ها با استفاده از تقسیم بندی ماتریس. ما شبیه سازی ها را از مدیریت آب شهری قرض می دهیم، زیرا معیارهای عملکرد دقیق تر در آب و برق آب بندی یک ابزار حیاتی در این زمینه است. نتایج نشان می دهد که شبیه سازی داده های مبتنی بر ساده لوح شبیه سازی مکانیکی است. ما در مورد سناریوها صحبت می کنیم که در آن شبیه سازی مکانیکی به نظر می رسد مناسب برای برداشتن در زمان و برخورد با داده های نادرست و ناسازگار نمونه. ما همچنین به پیشرفت در یادگیری ماشین اشاره می کنیم که هنوز در جامعه علمی محیط زیست نفوذ نشده است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزار
چکیده انگلیسی
System identification, sensitivity analysis, optimization and control, require a large number of model evaluations. Accurate simulators are too slow for these applications. Fast emulators provide a solution to this efficiency demand, sacrificing unneeded accuracy for speed. There are many strategies for developing emulators but selecting one remains subjective. Herein we compare the performance of two kinds of emulators: mechanistic emulators that use knowledge of the simulator's equations, and purely data-driven emulators using matrix factorization. We borrow simulators from urban water management, because more stringent performance criteria on water utilities have made emulation a crucial tool within this field. Results suggest that naive data-driven emulation outperforms mechanistic emulation. We discuss scenarios in which mechanistic emulation seems favorable for extrapolation in time and dealing with sparse and unevenly sampled data. We also point to advances in Machine Learning that have not permeated yet into the environmental science community.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Environmental Modelling & Software - Volume 92, June 2017, Pages 17-27
نویسندگان
, , , ,