f. salazar, a. conde, d.j. vicente, j. irazábal, j. san ... · j. san mauro, e. oñate. jornada...
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JORNADA SOBRE MODELACIÓN NUMÉRICA EN INGENIERÍA DE PRESAS
F. Salazar, A. Conde, D.J. Vicente, J. Irazábal,
J. San Mauro, E. Oñate
JORNADA SOBRE MODELACIÓN NUMÉRICA EN INGENIERÍA DE PRESAS
¿MACHINE LEARNING?
JORNADA SOBRE MODELACIÓN NUMÉRICA EN INGENIERÍA DE PRESAS
JORNADA SOBRE MODELACIÓN NUMÉRICA EN INGENIERÍA DE PRESAS
DEFINICIÓN
Regresión
JORNADA SOBRE MODELACIÓN NUMÉRICA EN INGENIERÍA DE PRESAS
MACHINE LEARNING. REGRESIÓN
MACHINE
LEARNING
JORNADA SOBRE MODELACIÓN NUMÉRICA EN INGENIERÍA DE PRESAS
MACHINE LEARNING
Inp
ut
Datos
𝑋 Mo
del
o
Sistema
𝑓() Ou
tpu
t
Respuesta
𝑌 ≃ 𝑓(𝑋 )
• Predicción • Interpretación
JORNADA SOBRE MODELACIÓN NUMÉRICA EN INGENIERÍA DE PRESAS
MACHINE LEARNING
Support Vector Machines
Multi Adaptive Regression Splines
Redes Neuronales Boosted Regression Trees
Random Forests
Inp
ut
Datos
𝑋 Mo
del
o
Sistema
𝑓() Ou
tpu
t
Respuesta
𝑌 ≃ 𝑓(𝑋 )
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Análisis sísmico
Ec como variable aleatoria (hormigón heterogéneo)
100 modelos; 1,000 pasos de tiempo cada uno
CUANTIFICACIÓN DE LA INCERTIDUMBRE
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MACHINE LEARNING In
pu
t Material
𝑋
Mo
del
Presa
Modelo MEF
𝑓()
Ou
tpu
t Desplazamiento Tracción
𝑌 ≃ 𝑓(𝑋 )
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Algoritmo: Bosques aleatorios
Coste computacional despreciable
PREDICCIÓN
Output Model ID MAE-Train MAE-Test MAPE-Train MAPE-Test
CDmax (mm) A 1.39 (0.011) 1.47 (0.017) 3.95 (0.032) 4.15 (0.046)
SBmax (MPa) B 21.08 (0.21) 23.57 (0.26) 2.13 (0.020) 2.42 (0.027)
CDmax (mm) C 0.67 (0.014) 0.66 (0.015) 1.90 (0.040) 1.82 (0.042)
SBmax (MPa) D 8.71 (0.32) 10.71 (0.32) 0.88 (0.032) 1.11 (0.033)
CDmax (mm) E 0.72 (0.014) 0.70 (0.017) 2.01 (0.040) 1.93 (0.047)
SBmax (MPa) F 11.05 (0.12) 12.56 (0.17) 1.11 (0.012) 1.29 (0.018)
Output Model ID MAE-Train MAE-Test MAPE-Train MAPE-Test
CDmax (mm) A 1.39 (0.011) 1.47 (0.017) 3.95 (0.032) 4.15 (0.046)
SBmax (MPa) B 21.08 (0.21) 23.57 (0.26) 2.13 (0.020) 2.42 (0.027)
CDmax (mm) C 0.67 (0.014) 0.66 (0.015) 1.90 (0.040) 1.82 (0.042)
SBmax (MPa) D 8.71 (0.32) 10.71 (0.32) 0.88 (0.032) 1.11 (0.033)
CDmax (mm) E 0.72 (0.014) 0.70 (0.017) 2.01 (0.040) 1.93 (0.047)
SBmax (MPa) F 11.05 (0.12) 12.56 (0.17) 1.11 (0.012) 1.29 (0.018)
MAE: Error medio absoluto
MAPE: Error porcentual medio absoluto
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INTERPRETACION
Desplazamiento máximo Tracción máxima
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ANÁLISIS DE DATOS DE AUSCULTACIÓN
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MACHINE LEARNING
𝑋 Inp
ut
Cargas (Auscultación)
𝑋
Mo
del
o
Presa
𝑓()
Ou
tpu
t
Respuesta (Auscultación)
𝑌 ≃ 𝑓(𝑋 )
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MODELO ESTADÍSTICO VS MACHINE LEARNING
Método HST Desplazamientos
Función predefinida
No cumplen hipótesis
Fácil de interpretar
Machine Learning Cualquier variable
Flexible
Consideran la interacción
Interpretable
Mayor precisión
)cos()()2()()cos(
),,(ˆ
10987
654
43
32
210
sssenassenassenasa
taeahahahahaatshf t
Willm, G., & Beaujoint, N. (1967, September). Les méthodes de surveillance des barrages au
service de la production hydraulique d'Electricité de France, problèmes anciens et solutions
nouvelles. In IXth international congress on large dams (pp. 529-550).
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INTERPRETACIÓN
HST
Machine Learning
)cos()()2()()cos(
),,(ˆ
10987
654
43
32
210
sssenassenassenasa
taeahahahahaatshf t
Desplazamiento radial Presa bóveda 100 m.
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SOFTWARE. VERSIÓN LIBRE ONLINE
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PRECAUCIONES Y LIMITACIONES
Se requieren datos:
Auscultación
Modelos MEF
Experimentos
Conocimiento de algoritmos
¡No extrapolar!
Tienen base teórica
Muchos recursos en internet
Juicio ingenieril
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“If you only have a hammer,
you tend to see every problem
like a nail”
Abraham Maslow,
“Psychology of Science: A
Reconnaissance”, 1966
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