«Application of Physics-Informed Neural Networks for Solving the Inverse Advection-Diffusion Problem to Localize Pollution Sources»

Дата: 02.06.2025

Докладчик - Кычкин Алексей Владимирович

Семинар посвящен совместной работе коллективов Центра ИИ и Лаборатории Lambda Института искусственного интеллекта НИУ ВШЭ (Москва), представленной ранее в виде доклада и научной публикации на XIX всероссийской научной конференции с международным участием, ПаВТ’2025 "Параллельные вычислительные технологии". Это 19-я в серии ежегодных конференций, посвященных развитию и применению параллельных вычислительных технологий и машинного обучения в различных областях науки и техники. Главная цель конференции – предоставить возможность для представления и обсуждения результатов, полученных ведущими научными группами в использовании суперкомпьютерных и нейросетевых технологий для решения практических задач науки и техники.

В данной работе исследуется применение физически информированных нейронных сетей (PINN) для решения обратной задачи адвекции-диффузии с целью локализации источников загрязнения. Исследование сосредоточено на оптимизации архитектуры нейронных сетей для точного моделирования динамики рассеивания загрязняющих веществ в различных условиях, включая сценарии со слабым и сильным ветром и несколькими источниками загрязнения. Оцениваются различные конфигурации PINN, что показывает сильную зависимость точности решения от оцениваемого гиперпараметра, демонстрируя сильную зависимость точности решения от выбора гиперпараметра. На основе этих сравнений даются рекомендации по эффективным конфигурациям PINN. Подход тестируется в нескольких сценариях и проверяется с использованием реальных данных, учитывающих изменчивость атмосферы. Результаты демонстрируют, что предлагаемая методология обеспечивает высокую точность локализации источников, демонстрируя стабильность и потенциал PINN для решения задач мониторинга окружающей среды и управления загрязнением в сложных погодных условиях.

Презентация - Application of Physics-Informed Neural Networks for Solving the Inverse Advection-Diffusion Problem to Localize Pollution Sources (Чупров И.А., Деркач Д.А., Ефременко Д.С., Кычкин А.В.) (PDF, 2,27 Мб)