機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)風(fēng)暴造成的停電

夏季，雷暴在世界各地都很常見(jiàn)。除了在公園里破壞下午，閃電，雨水和強(qiáng)風(fēng)可能會(huì)損壞電網(wǎng)并導(dǎo)致電力中斷。風(fēng)暴來(lái)臨時(shí)很容易判斷，但電力公司希望能夠預(yù)測(cè)哪些風(fēng)暴可能會(huì)破壞其基礎(chǔ)設(shè)施。

機(jī)器學(xué)習(xí)是預(yù)測(cè)哪些風(fēng)暴可能導(dǎo)致停電的理想選擇。Roope Tervo，芬蘭氣象研究所(FMI)的軟件架構(gòu)師和博士。阿爾托大學(xué)的研究員Alex Jung的研究小組已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種機(jī)器學(xué)習(xí)方法來(lái)預(yù)測(cè)風(fēng)暴的嚴(yán)重程度。

教授計(jì)算機(jī)如何對(duì)風(fēng)暴進(jìn)行分類(lèi)的第一步是為他們提供斷電數(shù)據(jù)。芬蘭中部的三家芬蘭能源公司Järvi-Suomen Energia，LoisteSähkoverkko和ImatraSeudunSähkönsiirto通過(guò)風(fēng)暴中心向芬蘭提供電網(wǎng)，提供了有關(guān)其網(wǎng)絡(luò)電力中斷次數(shù)的數(shù)據(jù)。風(fēng)暴分為四類(lèi)。0級(jí)風(fēng)暴并沒(méi)有將電力輸給任何電力變壓器。1級(jí)風(fēng)暴降級(jí)高達(dá)10%的變壓器，2級(jí)高達(dá)50%，3級(jí)風(fēng)暴切斷功率超過(guò)50%的變壓器。

下一步是從FMI的風(fēng)暴中獲取數(shù)據(jù)，并使計(jì)算機(jī)易于理解。“我們使用了一種新的基于對(duì)象的方法來(lái)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，這使得這項(xiàng)工作令人興奮，”Roope說(shuō)。“風(fēng)暴由許多元素組成，可以表明它們有多大的危害：表面積，風(fēng)速，溫度和壓力，僅舉幾例。通過(guò)分組每個(gè)風(fēng)暴的16個(gè)不同特征，我們能夠訓(xùn)練計(jì)算機(jī)識(shí)別風(fēng)暴將會(huì)破壞。“

結(jié)果是有希望的：該算法非常擅長(zhǎng)預(yù)測(cè)哪個(gè)風(fēng)暴將成為0級(jí)并且不會(huì)造成任何損害，哪種風(fēng)暴至少會(huì)達(dá)到3級(jí)并造成大量傷害。研究人員正在將更多風(fēng)暴數(shù)據(jù)添加到模型中，以幫助提高將1級(jí)和2級(jí)風(fēng)暴分開(kāi)的能力，使預(yù)測(cè)工具對(duì)能源公司更有用。

“我們的下一步是嘗試改進(jìn)模型，使它適用于比夏季風(fēng)暴更多的天氣，”Roope說(shuō)，“眾所周知，芬蘭冬季可能會(huì)有大風(fēng)暴，但它們對(duì)夏季風(fēng)暴的影響不同，所以我們需要不同的方法來(lái)預(yù)測(cè)它們的潛在損害。“