การศึกษาพฤติกรรมแผ่นดินไหวของประเทศนิวซีแลนด์ด้วยวิธีโครงข่ายประสาทเทียม

Abstract

เหตุการณ์แผ่นดินไหวถือเป็นภัยพิบัติทางธรรมชาติที่ก่อให้เกิดผลกระทบทั้งต่อชีวิตและ ทรัพย์สินแก่ผู้ประสบภัยเป็นอย่างมาก ประเทศนิวซีแลนด์เป็นหนึ่งในประเทศที่มีกิจกรรมแผ่นดินไหว เกิดขึ้นมากเป็นอันดับต้นๆ ของโลก จึงมีข้อมูลการเกิดแผ่นดินไหวที่ถูกบันทึกไว้มากมาย งานวิจัยนี้มี วัตถุประสงค์เพื่อสร้างโครงข่ายประสาทเทียม (Artificial Neural Network) ซึ่งเป็นโมเดล คอมพิวเตอร์ เพื่อใช้ในการศึกษาพฤติกรรมแผ่นดินไหวของประเทศนิวซีแลนด์ โดยใช้ข้อมูลที่ได้จาก ฐานข้อมูลแผ่นดินไหว ประกอบด้วย ละติจูด ลองจิจูด ความลึกของจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหว วัน เดือน ปี เวลาชั่วโมง และนาที และกำหนดให้โครงข่ายทำการคาดการณ์ขนาดของแผ่นดินไหวที่ เกิดขึ้น โครงข่ายที่สร้างขึ้นเป็นโครงข่ายประสาทเทียมแบบหลายชั้น (Multilayer Neural Network) ที่มีการเรียนรู้แบบแพร่ย้อนกลับ (Feedforward Backpropagation Neural Network) ทำการหา ฟังก์ชันการเรียนรู้ที่เหมาะสมต่อพฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหวของประเทศนิวซีแลนด์จากทั้งหมด 12 ฟังก์ชันการเรียนรู้ นอกจากนี้ยังทำการปรับปรุงค่าพารามิเตอร์ในแต่ละฟังก์ชัน ปรับจำนวนชั้นซ่อน และจำนวนโหนดในชั้นซ่อน เพื่อให้โครงข่ายประสาทเทียมมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น จากผลการวิจัยพบว่าโครงข่ายประสาทเทียมที่เหมาะสมต่อพฤติกรรมการเกิดแผ่นดินไหว ของประเทศนิวซีแลนด์คือโครงข่ายประสาทเทียมที่มีฟังก์ชันการเรียนรู้แบบ Levenberg-Marquardt Backpropagation ที่มีจำนวนโหนดในชั้นแอบแฝงเท่ากับ 17 เป็นโครงข่ายประสาทที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดต่อพฤติกรรมแผ่นดินไหวของประเทศนิวซีแลนด์ โดยมีค่าสัมประสิทธิ์การตัดสินใจ (R2) เท่ากับ 0.0889 และ 0.0232 ในข้อมูลชุดฝึกสอนและในข้อมูลชุดทดสอบ ตามลำดับ และพบว่าความหลากหลายของข้อมูลที่ใช้ในการฝึกสอนโครงข่ายมีผลต่อประสิทธิภาพการทานายโครงข่ายประสาทเทียม