MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W3182090508 · doi:10.36001/phme.2021.v6i1.2867

Generative Adversarial Networks used for latent space Optimization: a comparative study for the Classification of Partial Discharge Sources

2021· article· en· W3182090508 sur OpenAlexaboutno aff
Ryad Zemouri, Mélanie Lévesque, Olivier Kokoko, C. Hudon

Notice bibliographique

RevuePHM Society European Conference · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueDigital Media Forensic Detection
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésAdversarial systemGenerative grammarArtificial intelligenceSpace (punctuation)Generative adversarial networkComputer scienceMachine learningDeep learning

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Hydrogenerators are strategic assets for power utilities. Their reliability and availability can lead to significant benefits. For decades, monitoring and diagnosis of hydrogenerators have been at the core of maintenance strategies. The main cause of hydrogenerator breakdown comes from failure of its high voltage stator, which is a major component of hydrogenerators. In our previous study, it was shown that more than 85% of stator failure mechanisms indicate the presence of Partial Discharges (PD) activity. PD are minute sparks that occur within voids inside high voltage insulation or in the air around the insulating system. Each PD event does not cause immediate failure, but it will slowly erode the insulation system and will lead to breakdown in years to decades. PD signal can be detected from the lead of the hydrogenerator while it is running, thus allowing for on-line diagnosis. Hydro-Québec has been collecting more than 33.000 unlabeled PD measurement files over the last decades including two types of measurement instruments. One of the instruments used is the Partial Discharge Analyzer (PDA). PDs have several different sources and each source is characterized by a specific signature. It is therefore essential to be able to automatically recognize the nature of the DPs in order to anticipate possible degradation. Expert rules to characterize these PD signals exist but these rules cannot be used as an automatic classification tool. Indeed, for certain ambiguous cases (conflict between classes) or the presence of several signatures at the same time (multi-classes), the expert's judgement remains essential. A Variationel AutoEncoder (VAE) is used for dimension reduction and projection into a 2D latent space to analyze the training data and then classify it. The 2D latent space of the VAE allows the data space to be restructured and reorganized to anticipate the performance of the classifier. The problem is how to optimize this latent space and thus obtain the best distribution of the different sources of PDs to maximize the chances of good responses from the classifier? To our knowledge, there is currently no method in the literature that clearly answers this question. What is certain, however, is that the optimization of the VAE learning is directly related to the quality of the learning base, i.e. a large size and a perfectly balanced database (all the cases are present and sufficiently represented). The objective of this paper is to compare the quality of the latent space obtained from the experts' rules with a latent space obtained directly from the input signal in an « End-to-End » approach. The first method concerns an original unsupervised deep learning method for PD recognition. Instead of labelling the PD measurement files by the expert for a supervised learning process, we use the rules developed by the experts of Hydro-Québec to create a feature vector from recognizable PD signatures. Indeed, labelling a sufficient quantity of signatures for a supervised approach is very time-consuming and therefore cannot be implemented. This is a common problem in the industry where more and more operational data is available but cannot be labelled by experts, who are busy with other tasks. Expert knowledge is then injected into a characteristic and feature vector. In the second method, several Generative Adversarial Networks (GANs) associated with several types of PDs are thus used to generate artificial signals in order to increase the size of the learning base and especially to balance it. A new latent space is thus obtained from the learning of the VAE exclusively carried out on data generated by the GANs. Validation tests based on the 33,000 measurements with metrics for evaluating the performances of the various latent spaces are used.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,007
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,011
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,010
Score d'incertitude au seuil0,039

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0070,011
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0020,002
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0020,002
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0020,003
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,080
Tête enseignante GPT0,282
Écart entre enseignants0,203 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revuePHM Society European ConferenceMême sujetDigital Media Forensic DetectionTravaux en français237 207