Stochastic ground motion models to NGA‐West2 and NGA‐Sub databases using Bayesian neural network

人工神经网络 不确定度量化 贝叶斯概率 贝叶斯推理 过度拟合 标准差 计算机科学 算法 机器学习 数学 统计 人工智能
作者
Sreenath Vemula,S. T. G. Raghukanth
出处
期刊:Earthquake Engineering & Structural Dynamics [Wiley]
卷期号:52 (1): 248-267 被引量:21
标识
DOI:10.1002/eqe.3759
摘要

Abstract Ground motion models (GMMs) are traditionally developed from a frequentist approach. The Bayesian framework has received recent attention in developing nonergodic models, measuring uncertainty, or updating the model with additional data. However, no neural networks are developed to date in this framework to predict ground motion parameters or spectra. Hence, the present work develops a probabilistic Bayesian neural network (PBNN) to next‐generation attenuation – West2 and Subduction databases using variational inference with mean‐field assumption. Network inputs are magnitude, rupture distance, hypocentral depth, shear wave velocity, style of faulting, and region flags; outputs are peak ground values and response spectra. Both models have two hidden layers with seven neurons in each hidden layer. The models are verified for potential overfit, and their performance is validated through the parametric study by varying inputs. The output of a deterministic model is a point estimate. Considering probabilistic layers in hidden and output layers enables the model to capture within‐model epistemic uncertainty and aleatory variability. Obtained aleatory standard deviations are consistent with other models. Mean epistemic uncertainty and aleatory variability are in the range 0.07–0.10 and 0.62–0.78 (ln units) for NGA‐West2 and 0.09–0.16 and 0.67–0.95 for NGA‐Sub models, respectively. The correlation coefficients between recorded and overall mean predictions ranged from 0.94 to 0.97 for NGA‐the West2 model and from 0.91 to 0.95 for the NGA‐Sub models. Network performance for out‐of‐training inputs showed increased epistemic deviations with no effect on aleatory deviations.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
aij发布了新的文献求助10
刚刚
cc发布了新的文献求助30
1秒前
545488发布了新的文献求助10
1秒前
苏木发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
王临川发布了新的文献求助30
2秒前
4秒前
4秒前
淡然冬灵发布了新的文献求助20
4秒前
斯文败类的应助被Echo采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
nalala完成签到 ,获得积分10
4秒前
MM完成签到,获得积分10
5秒前
三千白发生完成签到,获得积分10
5秒前
CipherSage的应助被肥波采纳,获得10
6秒前
啊咧咧发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
MM发布了新的文献求助10
8秒前
时倾发布了新的文献求助10
8秒前
Eoch发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI6.4的应助被无私笑容采纳,获得10
10秒前
aaaa完成签到,获得积分10
10秒前
Alie完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
李健的小迷弟的应助被白水晶采纳,获得10
11秒前
aij完成签到,获得积分20
11秒前
Hello的应助被zzz3采纳,获得10
13秒前
CYXJY发布了新的文献求助10
13秒前
安详的琳完成签到 ,获得积分10
13秒前
Rongxing发布了新的文献求助10
15秒前
wYyyy完成签到 ,获得积分10
15秒前
aslink的应助被Dora采纳,获得10
16秒前
遇晨完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
Owen的应助被luo采纳,获得20
17秒前
17秒前
Juvenilesy的应助被威武的紫丝采纳,获得10
19秒前
动听的琴完成签到,获得积分10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8129100
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9531459
关于积分的说明 21590874
捐赠科研通 7710061
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3417531
关于科研通互助平台的介绍 2543119
邀请新用户注册赠送积分活动 2458869