Геофизические процессы и биосфера: статья

ВЕРИФИКАЦИЯ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ ПРОГНОЗА ЗАТОРООБРАЗОВАНИЯ НА р. СЕВЕРНАЯ ДВИНА
И.М. Алёшин1,2
И.В. Малыгин1
1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
2 Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. акад. Н.П. Лаверова РАН
Журнал: Геофизические процессы и биосфера
Том: 17
Номер: 2
Год: 2018
Страницы: 48-60
УДК: 556, 504.453
DOI: 10.21455/gpb2018.2-3
Ключевые слова: прогнозирование заторообразования, экспертная система, машинное обучение
Аннотация: Приведено краткое описание, а также результаты верификации экспертной системы для прогнозирования мощности ледового заторообразования на участке р. Северная Двина. Основу системы составляют данные гидрологических и метеорологических наблюдений за 1991-2016 гг. Обработка данных осуществлялась методами, разработанными в теории машинного обучения и смежных областях математики, так как отсутствие математической модели процесса заторообразования и малая временна́я глубина наблюдений не позволяют использовать классические статистические методы. Экспертная система была разработана авторами еще в 2012 г.; при ее настройке использовались данные гидрологических постов для сезонов 1991-2010 гг. В предлагаемой работе к исходным данным добавлен новый временной период 2011-2016 гг., что позволило провести повторное обучение системы и оценить ее качество. Проведенные расчеты показали работоспособность экспертной системы: прогнозы, рассчитанные с ее помощью, совпали с наблюдениями для всех шести добавленных сезонов. При этом точность прогнозирования, оцененная на всей совокупности данных, осталась практически неизменной и составила приблизительно 85 %. Программа является кросс-платформенной (реализована на языке программирования C++ в виде консольного приложения) и может быть адаптирована для использования в оперативной службе мониторинга гидрологической обстановки участка р. Северная Двина.