Un enfoque novedoso para la clasificación y pronóstico de series temporales en aceleradores de partículas
Autores: Li, Sichen; Zacharias, Mélissa; Snuverink, Jochem; Coello de Portugal, Jaime; Perez-Cruz, Fernando; Reggiani, Davide; Adelmann, Andreas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un enfoque novedoso para la clasificación y pronóstico de series temporales en aceleradores de partículas
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Aceleradores de partículas
Interbloqueos
Pérdida de tiempo de haz
Clasificación de series temporales
Gráficos de recurrencia
Red neuronal convolucional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Las interrupciones del haz (interbloqueos) de los aceleradores de partículas, a pesar de ser medidas de seguridad necesarias, conducen a cambios operativos abruptos y a una pérdida sustancial de tiempo de haz. Se aplica un nuevo enfoque de clasificación de series temporales para disminuir la pérdida de tiempo de haz en el complejo de Aceleradores de Protones de Alta Intensidad mediante la predicción de eventos de interbloqueo. La predicción se realiza a través de la clasificación binaria de ventanas de series temporales multivariantes. Las series temporales se transforman en Gráficos de Recurrencia que luego son clasificados por una Red Neuronal Convolucional, que no solo captura la estructura interna de las series temporales, sino que también utiliza los avances de las técnicas de clasificación de imágenes. Nuestro clasificador de interbloqueo a estable de mejor rendimiento alcanza un valor de Área bajo la Curva ROC de 0.71+/-0.01 en comparación con 0.65+/-0.01 de un modelo de Bosque Aleatorio, y puede reducir potencialmente la pérdida de tiempo de haz en 0.5+/-0.2 s por interbloqueo.
Descripción
Las interrupciones del haz (interbloqueos) de los aceleradores de partículas, a pesar de ser medidas de seguridad necesarias, conducen a cambios operativos abruptos y a una pérdida sustancial de tiempo de haz. Se aplica un nuevo enfoque de clasificación de series temporales para disminuir la pérdida de tiempo de haz en el complejo de Aceleradores de Protones de Alta Intensidad mediante la predicción de eventos de interbloqueo. La predicción se realiza a través de la clasificación binaria de ventanas de series temporales multivariantes. Las series temporales se transforman en Gráficos de Recurrencia que luego son clasificados por una Red Neuronal Convolucional, que no solo captura la estructura interna de las series temporales, sino que también utiliza los avances de las técnicas de clasificación de imágenes. Nuestro clasificador de interbloqueo a estable de mejor rendimiento alcanza un valor de Área bajo la Curva ROC de 0.71+/-0.01 en comparación con 0.65+/-0.01 de un modelo de Bosque Aleatorio, y puede reducir potencialmente la pérdida de tiempo de haz en 0.5+/-0.2 s por interbloqueo.