Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > eess > arXiv:2507.08849

帮助 | 高级搜索

电气工程与系统科学 > 系统与控制

arXiv:2507.08849 (eess)
[提交于 2025年7月8日 ]

标题: 故障预防的反事实优化在复杂风能系统中的应用

标题: Counterfactual optimization for fault prevention in complex wind energy systems

Authors:Emilio Carrizosa, Martina Fischetti, Roshell Haaker, Juan Miguel Morales
摘要: 机器学习模型在企业中被越来越多地用于检测复杂系统中的故障和异常。 在这项工作中,我们进一步推进了这一方法:不仅检测异常,我们还旨在确定最优的控制策略,以最小的干扰将系统恢复到安全状态。 我们将这一挑战框架化为一个反事实问题:给定一个将系统状态分类为良好或异常的机器学习模型,我们的目标是确定对系统控制变量(即其当前状态)的最小调整,以使其恢复到良好状态。 为了实现这一点,我们利用了一个数学模型,在遵守系统特定约束的前提下找到最优的反事实解决方案。 值得注意的是,文献中大多数反事实分析都集中在个别案例上,其中一个人希望相对于分类器做出的决策(如贷款批准或医学诊断)改变自己的状态。 我们的工作解决了一个根本不同的挑战:优化复杂能源系统的反事实,特别是海上风力涡轮机油类型变压器。 这项应用不仅在新领域推进了反事实优化,还为该领域的更广泛研究开辟了途径。 我们对工业合作伙伴提供的真实数据进行的测试表明,我们的方法能够轻松适应用户偏好,并在典型农场中每年带来约300万欧元的节省。
摘要: Machine Learning models are increasingly used in businesses to detect faults and anomalies in complex systems. In this work, we take this approach a step further: beyond merely detecting anomalies, we aim to identify the optimal control strategy that restores the system to a safe state with minimal disruption. We frame this challenge as a counterfactual problem: given a Machine Learning model that classifies system states as either good or anomalous, our goal is to determine the minimal adjustment to the system's control variables (i.e., its current status) that is necessary to return it to the good state. To achieve this, we leverage a mathematical model that finds the optimal counterfactual solution while respecting system specific constraints. Notably, most counterfactual analysis in the literature focuses on individual cases where a person seeks to alter their status relative to a decision made by a classifier, such as for loan approval or medical diagnosis. Our work addresses a fundamentally different challenge: optimizing counterfactuals for a complex energy system, specifically an offshore wind turbine oil type transformer. This application not only advances counterfactual optimization in a new domain but also opens avenues for broader research in this area. Our tests on real world data provided by our industrial partner show that our methodology easily adapts to user preferences and brings savings in the order of 3 million euros per year in a typical farm.
主题: 系统与控制 (eess.SY) ; 机器学习 (cs.LG); 优化与控制 (math.OC)
引用方式: arXiv:2507.08849 [eess.SY]
  (或者 arXiv:2507.08849v1 [eess.SY] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.08849
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Martina Fischetti PhD [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2025 年 7 月 8 日 15:10:25 UTC (2,396 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
math
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
cs
cs.LG
cs.SY
eess
eess.SY
math.OC

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号