Active Learning for Efficient Rare Event Probability Estimation and Sensitivity Analyses in Highly Nonlinear Systems
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216305%3A26110%2F24%3APU155250" target="_blank" >RIV/00216305:26110/24:PU155250 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="http://dx.doi.org/10.1007/978-3-031-60271-9_30" target="_blank" >http://dx.doi.org/10.1007/978-3-031-60271-9_30</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1007/978-3-031-60271-9_30" target="_blank" >10.1007/978-3-031-60271-9_30</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Active Learning for Efficient Rare Event Probability Estimation and Sensitivity Analyses in Highly Nonlinear Systems
Popis výsledku v původním jazyce
This paper presents a robust method for rare event probability estimation in highly nonlinear systems. Utilizing a nearest-neighbor approximation of the true performance function and an adaptively extended experimental design, we introduce a simple yet effective active learning function. This function dynamically balances global exploration and local exploitation through sequential adaptive selection of points from the input domain. The resulting surrogate model, refined based on distances, serves the dual purpose of estimating failure probability and selecting optimal candidates for further model evaluations. Our adaptive design supports accurate real-time estimation of failure probability and failure probability sensitivity to individual variables, especially in cases of non-smooth or highly nonlinear functions. Even in scenarios with smooth functions, our method outperforms existing approaches utilizing the function gradients in estimation accuracy for a given computational budget. The adaptively constructed surrogate model excels in handling intricate failure surfaces, multiple design points, and systems with bifurcations. This approach is particularly suitable for random vectors with small to moderate dimensions.
Název v anglickém jazyce
Active Learning for Efficient Rare Event Probability Estimation and Sensitivity Analyses in Highly Nonlinear Systems
Popis výsledku anglicky
This paper presents a robust method for rare event probability estimation in highly nonlinear systems. Utilizing a nearest-neighbor approximation of the true performance function and an adaptively extended experimental design, we introduce a simple yet effective active learning function. This function dynamically balances global exploration and local exploitation through sequential adaptive selection of points from the input domain. The resulting surrogate model, refined based on distances, serves the dual purpose of estimating failure probability and selecting optimal candidates for further model evaluations. Our adaptive design supports accurate real-time estimation of failure probability and failure probability sensitivity to individual variables, especially in cases of non-smooth or highly nonlinear functions. Even in scenarios with smooth functions, our method outperforms existing approaches utilizing the function gradients in estimation accuracy for a given computational budget. The adaptively constructed surrogate model excels in handling intricate failure surfaces, multiple design points, and systems with bifurcations. This approach is particularly suitable for random vectors with small to moderate dimensions.
Klasifikace
Druh
D - Stať ve sborníku
CEP obor
—
OECD FORD obor
20102 - Construction engineering, Municipal and structural engineering
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/GA24-10892S" target="_blank" >GA24-10892S: Strojové učení pro víceúrovňové modelování prostorové variability a trhlin pro zajištění udržitelnosti betonových konstrukcí</a><br>
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Ostatní
Rok uplatnění
2024
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název statě ve sborníku
Lecture Notes in Civil Engineering
ISBN
978-3-031-60271-9
ISSN
2366-2557
e-ISSN
—
Počet stran výsledku
10
Strana od-do
324-333
Název nakladatele
SPRINGER INTERNATIONAL PUBLISHING AG
Místo vydání
CHAM
Místo konání akce
Guimarães
Datum konání akce
8. 5. 2024
Typ akce podle státní příslušnosti
WRD - Celosvětová akce
Kód UT WoS článku
001323733800032