Naukowcy opracowali narzędzie oparte na sieci neuronowej, które przewiduje pojawienie się fałszywych fal do pięciu minut przed ich wystąpieniem, na podstawie danych z pomiarów wysokości powierzchni morza. Źródło: SciTechDaily.com
Nowe narzędzie wykorzystujące technologię sieci neuronowych może przewidywać nielegalne fale z pięciominutowym wyprzedzeniem z 75% skutecznością dokładność, wykorzystując dane z boi oceanicznych. Mogłoby to pomóc w zwiększeniu środków bezpieczeństwa w działalności morskiej i przybrzeżnej.
Nowe narzędzie, które można wykorzystać do przewidywania pojawienia się niezwykle dużych i nieprzewidywalnych fal na morzu – zwanych falami dzikimi – do pięciu minut w przyszłość, przedstawiono w badaniu opublikowanym dzisiaj (18 lipca) w czasopiśmie Raporty naukowe. Autorzy sugerują, że narzędzie to mogłoby zostać wykorzystane do wysyłania wcześniejszych ostrzeżeń do statków i platform przybrzeżnych, aby umożliwić osobom pracującym na nich znalezienie schronienia, wykonanie awaryjnych wyłączeń lub manewrowanie w celu zminimalizowania wpływu zbliżających się fal.
Rozwój i szkolenie sieci neuronowej
Narzędzie opracowane przez Thomasa Breununga i Balakumara Balachandrana składa się z sieci neuronowej wyszkolonej do odróżniania fal oceanicznych, po których następują fale dzikie, od tych, które tego nie zrobią. Autorzy przeszkolili sieć neuronową, korzystając ze zbioru danych składającego się z 14 milionów 30-minutowych próbek pomiarów wysokości powierzchni morza ze 172 boi zlokalizowanych w pobliżu wybrzeży kontynentalnych Stanów Zjednoczonych i wysp Pacyfiku. Wykorzystali swoje narzędzie do przewidywania pojawienia się fal nielegalnych, korzystając z oddzielnego zestawu danych składającego się z 40 000 pomiarów wysokości powierzchni morza wykonanych z tych samych boi.
Przewidywanie wydajności i potencjalne ulepszenia
Naukowcy odkryli, że ich narzędzie było w stanie poprawnie przewidzieć pojawienie się 75% nielegalnych fal na minutę w przyszłość i 73% nielegalnych fal pięć minut w przyszłość. Narzędzie było także w stanie przewidzieć pojawienie się nielegalnych fal w pobliżu dwóch boi nieuwzględnionych w zbiorach danych wykorzystywanych podczas szkolenia z 75% dokładnością na minutę w przyszłość. To podkreśla, że narzędzie może być w stanie przewidzieć nielegalne fale w nowych lokalizacjach.
Przyszłe kierunki prognozowania fałszywych fal
Naukowcy sugerują, że dokładność i czas ostrzegania z wyprzedzeniem prognoz ich narzędzia można jeszcze bardziej poprawić, uwzględniając dane dotyczące głębokości wody, prędkości wiatru i lokalizacji fal. Dodają, że przyszłe badania mogą również umożliwić przewidywanie wysokości nadchodzących fal dzikich lub czasu, w którym mogą się one pojawić.
Odniesienie: „Przewidywanie fal dziwacznych na podstawie pomiarów boi” 18 lipca 2024 r., Raporty naukowe.
DOI: 10.1038/s41598-024-66315-3
