We propose a new method in which a generative adversarial network (GAN) is used to quantify the uncertainty of forward simulations in the presence of observed data. Previously, a method has been developed which enables GANs to make time series predictions and data assimilation by training a GAN with unconditional simulations of a high-fidelity numerical model. After training, the GAN can be used to predict the evolution of the spatial distribution of the simulation states and observed data is assimilated. In this paper, we describe the process required in order to quantify uncertainty, during which no additional simulations of the high-fidelity numerical model are required. These methods take advantage of the adjoint-like capabilities of generative models and the ability to simulate forwards and backwards in time. Set within a reduced-order model framework for efficiency, we apply these methods to a compartmental model in epidemiology to predict the spread of COVID-19 in an idealised town. The results show that the proposed method can efficiently quantify uncertainty in the presence of measurements using only unconditional simulations of the high-fidelity numerical model.


翻译:我们建议采用一种新的方法,利用基因对抗网络(GAN)来量化在观测到的数据存在的情况下前方模拟的不确定性。以前,已经开发了一种方法,使全球AN能够通过培训GAN,无条件模拟高不洁的数值模型来进行时间序列预测和数据同化。经过培训,GAN可用于预测模拟状态空间分布的演变和观测数据的同化。在本文中,我们描述了为量化不确定性所需的过程,在此期间,不需要对高不洁数字模型进行额外的模拟。这些方法利用了基因模型的共生能力以及及时模拟前向和后向的能力。在简化模型框架内设定效率,我们将这些方法应用于流行病学中的分包模型,以预测在一个理想化的城镇的COVID-19的传播情况。结果显示,拟议的方法可以有效地量化不确定性,因为只有使用高不成熟数字模型的无条件模拟才能进行测量。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月4日
【CCL 2019】ATT-第19期:生成对抗网络 (邱锡鹏)
专知会员服务
48+阅读 · 2019年11月12日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
gan生成图像at 1024² 的 代码 论文
CreateAMind
4+阅读 · 2017年10月31日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月18日
Arxiv
30+阅读 · 2021年7月7日
Arxiv
6+阅读 · 2018年2月28日
VIP会员
相关资讯
Top
微信扫码咨询专知VIP会员