Этот язык переведён машиной и не проверен человеком.

Искусственный интеллект · Новость

Исследователи USP создали инструмент ИИ, прогнозирующий путь и интенсивность бури за 30 минут

Опубликовано:

Brasão USP
Изображение: José Wasth Rodrigues · Public domain · Wikimedia Commons

Коротко

Исследователи Университета Сан-Паулу разработали систему ИИ TITAN-LSTM, которая предсказывает маршрут и интенсивность осадков бури за 30 минут до её прихода, обновляясь каждые пять минут. Инструмент разработан, чтобы дать командам гражданской защиты больше времени для принятия решений о закрытии дорог или эвакуации до начала сильных дождей.

Эта версия — машинный перевод оригинала (English). Читать оригинал

Команда Института астрономии, геофизики и атмосферных наук (IAG) Университета Сан-Паулу (USP) разработала систему искусственного интеллекта, которая прогнозирует путь и интенсивность бури за 30 минут до их прихода, согласно Jornal da USP и Фонду исследований Сан-Паулу (FAPESP). Система, называемая TITAN-LSTM, обновляет свой прогноз каждые пять минут.

Инструмент был разработан Андреа Саломе Витери Лопес, постдокторантом IAG-USP, под руководством профессора Карлоса Августо Морлеса Родригеса. Работа финансировалась FAPESP и, согласно отчётам USP, также получила поддержку от Capes. Результаты были опубликованы 1 октября 2026 года в журнале Journal of Geophysical Research: Machine Learning and Computation под DOI 10.1029/2026JH001337, согласно агентству новостей FAPESP.

Как работает система

TITAN-LSTM объединяет две существующие технологии. Первая, TITAN, — это алгоритм с открытым исходным кодом, первоначально разработанный в 1990-х годах Национальным центром атмосферных исследований США для отслеживания бурь с помощью радарных изображений, вычисляющий площадь, интенсивность, направление и скорость каждой бури. Вторая — это рекуррентная нейронная сеть долгой краткосрочной памяти (LSTM), тип модели ИИ, созданный для распознавания закономерностей в последовательностях данных во времени.

Вместо подачи необработанных радарных изображений в нейронную сеть, система преобразует измерения TITAN в числовые последовательности, которые модель LSTM затем использует для прогнозирования того, как площадь, направление и интенсивность бури будут развиваться. Информационное агентство ND+ сообщило, что Лопес описала цель проекта как создание прогнозов осадков на очень короткие периоды времени.

Обучающие данные и тестирование

Модель была обучена и протестирована с использованием данных с поляриметрического метеорологического радара на плотине Понте Нова в Биритибе Миримде, в столичном регионе Сан-Паулу, управляемого SP Águas (Daee-Spol), охватывающего радиус 120 километров между 2016 и 2019 годами, согласно агентству новостей FAPESP. Jornal da USP также сообщил о местоположении радара и том же периоде данных 2016–2019.

Исследователи первоначально отследили более 32 000 бур в этих радарных данных. После применения критериев отбора — включая бури, продолжавшиеся не менее 20 минут и не слившиеся с другими — осталось 439 событий. Из них 307 были использованы для обучения нейронной сети и 132 для её тестирования, сообщило агентство FAPESP.

Сообщённая точность

Согласно цифрам, сообщённым агентством новостей FAPESP, TITAN-LSTM показала примерно в три раза лучшую производительность, чем автономный метод TITAN при прогнозировании площади, охватываемой дождём бури, повысив индекс точности с примерно 0,2 до примерно 0,7 в ранние минуты прогноза. Тот же источник сообщил о сокращении ложных срабатываний на близких 70% и об ошибке интенсивности осадков примерно 3 мм в час через пять минут, увеличиваясь до 3–4 мм в час на отметке 30 минут.

Jornal da USP сообщил, что гибридная модель соответствовала производительности более сложных подходов глубокого обучения, при этом требуя существенно меньше вычислительной мощности. ND+ сообщил, что обучение модели заняло около 20 минут на стандартном ноутбуке без необходимости в суперкомпьютерах.

TITAN-LSTM в двух словах
МетрикаСообщённая цифра
Горизонт прогнозаДо 30 минут, обновляется каждые 5 минут
Период радарных данных2016–2019, плотина Понте Нова, Биритиба Миримде
Отследённые / использованные бури32 000+ отследено; 439 отобрано (307 обучение, 132 тестирование)
Улучшение точностиИндекс поднялся с ~0,2 до ~0,7 (агентство FAPESP)
Сокращение ложных срабатываний~70% меньше ложных оповещений (агентство FAPESP)
Оборудование для обученияСтандартный ноутбук, ~20 минут (ND+)

Предполагаемое использование

Согласно Jornal da USP и агентству FAPESP, целью является предоставление агентствам гражданской защиты большего времени для решения вопроса о мерах, таких как закрытие дорог или эвакуация людей из зон риска до начала наиболее сильных дождей. Информационные агентства также сообщили о потенциальном использовании для питания гидрологических и паводко-предупредительных моделей, так как знание интенсивности осадков выше по течению может помочь предвидеть быстрый подъём уровня реки ниже по течению.

Сеть решает, остаётся ли эта информация релевантной или нет.

— Андреа Саломе Витери Лопес, исследователь, IAG-USP, как сообщило агентство новостей FAPESP

Jornal da USP сообщил, что более широкая цель, как описано исследователями, — дать сотрудникам центров управления чрезвычайными ситуациями лучшие условия для принятия надлежащих решений во время суровых погодных явлений.

Ограничения исследования

Модель была обучена и протестирована только на радарных данных из столичного региона Сан-Паулу между 2016 и 2019 годами, и сообщённые цифры точности применяются к этому набору данных. Рассмотренные источники не сообщили дату введения в эксплуатацию или о том, был ли инструмент принят каким-либо агентством гражданской защиты.

Вопросы

Что такое TITAN-LSTM?
Это система ИИ, разработанная в USP, которая объединяет алгоритм отслеживания бури на основе радара (TITAN) с нейронной сетью LSTM для прогнозирования пути бури и интенсивности осадков до 30 минут вперёд.
Кто разработал этот инструмент?
Андреа Саломе Витери Лопес, постдокторант Института астрономии, геофизики и атмосферных наук USP, разработала его под руководством профессора Карлоса Августо Морлеса Родригеса при финансировании FAPESP.
Насколько точен прогноз?
Согласно агентству новостей FAPESP, индекс точности модели при прогнозировании площади осадков поднялся с примерно 0,2 до примерно 0,7 в ранние минуты прогноза, а ложные срабатывания сократились почти на 70% по сравнению с автономным методом TITAN.
Какие данные использовались для его создания?
Исследователи использовали радарные данные с плотины Понте Нова в Биритибе Миримде, Сан-Паулу, собранные между 2016 и 2019 годами, отследив более 32 000 бур и отобрав 439 для обучения и тестирования нейронной сети.
Уже ли используется инструмент агентствами гражданской защиты?
Рассмотренные источники описывают предполагаемое использование инструмента для решений гражданской защиты, таких как закрытие дорог и эвакуация, но не сообщают дату введения в эксплуатацию или принятие конкретным агентством.

Как об этом рассказывает мир

Источники

  1. Jornal da USP — Modelo de previsão de tempestades "avisa" casos de alerta até 30 minutos antes
  2. Agência FAPESP — Nova ferramenta de IA prevê rota e intensidade de tempestades em curtíssimo prazo
  3. ND+ — Nova ferramenta brasileira de IA prevê tempestades com até 30 minutos de antecedência e indica a rota da chuva

Этот материал подготовлен с помощью искусственного интеллекта и перед публикацией прошёл автоматическую проверку источников. Если вы заметили ошибку, запросите исправление. Запросить исправление или ответ · Как мы работаем

Похожие материалы