Delta smelt is an endangered fish species in the San Francisco estuary that have shown an overall population decline over the past 30 years. Researchers have developed a stochastic, agent-based simulator to virtualize the system, with the goal of understanding the relative contribution of natural and anthropogenic factors suggested as playing a role in their decline. However, the input configuration space is high-dimensional, running the simulator is time-consuming, and its noisy outputs change nonlinearly in both mean and variance. Getting enough runs to effectively learn input--output dynamics requires both a nimble modeling strategy and parallel supercomputer evaluation. Recent advances in heteroskedastic Gaussian process (HetGP) surrogate modeling helps, but little is known about how to appropriately plan experiments for highly distributed simulator evaluation. We propose a batch sequential design scheme, generalizing one-at-a-time variance-based active learning for HetGP surrogates, as a means of keeping multi-core cluster nodes fully engaged with expensive runs. Our acquisition strategy is carefully engineered to favor selection of replicates which boost statistical and computational efficiencies when training surrogates to isolate signal in high noise regions. Design and modeling performance is illustrated on a range of toy examples before embarking on a large-scale smelt simulation campaign and downstream high-fidelity input sensitivity analysis.


翻译:三角洲熔炼是旧金山河口的一种濒危鱼类物种,在过去30年中显示总体人口下降。研究人员开发了一种以代理物为基础的模拟器,使系统虚拟化,目的是了解自然因素和人为因素的相对贡献,认为这些因素在下降过程中起着作用。然而,输入配置空间是高维的,运行模拟器耗时,其噪音产出在平均和差异方面都非线性地改变。要有足够的运行量有效学习投入-产出动态,就需要有一个灵活模型战略和平行的超级计算机评价。最近,超感性戈斯进程(HetGP)代谢模型的进展很有帮助,但对于如何适当规划高度分布的模拟器评估实验却知之甚少。我们提议一个分批设计方案,对HetGP 代孕进行一次性的基于时间差异的积极学习,作为保持多核心集群节点与昂贵的运行充分互动的一种手段。我们的采购战略是谨慎地设计一个高敏感度的敏感度的敏感度模拟模型,用于在高压度模型测试前选择高超度的模级分析运动,以推进高压级的模型和高压级的模拟模拟模拟模型。

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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/
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