基于LSTM网络的单台仪器地震烈度预测模型

烈度是地震预警系统的关键产出.如何实现快速预测目标场址的地震烈度是地震预警方法技术研究中的核心问题.本文提出了一种基于长短时记忆神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)的单台仪器地震烈度的预测模型(LSTM-Ⅰ).该模型以一个台站观测到地震动参数的时间序列特征为输入,实现动态预测该台站可能遭受的最大烈度.选取了日本K-NET台网记录的102次地震的5103条强震加速度记录训练了神经网络,利用89次地震的3781条数据检验了模型的泛化能力.利用准确率、漏报率以及误报率三个评价指标评价了LSTM-Ⅰ模型的性能.结果表明,当采用P波触发后3 s的序列进行预测时,模型出现漏报的概率为46.78%,出现误报的概率为1.25%;当采用P波触发后10 s的序列进行预测时,模型出现漏报的概率大幅降低到17.6%,出现误报的概率降低到1.14%.结果表明LSTM-Ⅰ模型很好把握住了时间序列中蕴含的特征.进一步基于LSTM-Ⅰ模型评估了Ⅵ度下台站所能提供的预警时间.本文模型能够提供的预警时间与P-S波到时差接近,说明LSTM-Ⅰ模型具有较高的时效性.

国家地震烈度速报江苏子系统仪器烈度产出分析

对国家地震烈度速报与预警工程部署的烈度速报江苏子系统进行了介绍,简述了2021年12月系统部署以来的系统产出情况,同时以系统部署以来产出的震级最大的事件即2021年12月22日江苏天宁M4.2地震为例,使用f-k方法合成各观测台站上的理论地震图,将实际峰值加速度与理论峰值加速度进行比较,评估烈度速报江苏子系统产出结果的可靠性。结果表明,烈度速报系统产出的各台站峰值加速度随震中距逐渐减小,且和理论地震图的结果较为接近,一定程度上证明了烈度速报江苏子系统产出结果的可靠性。

在高地震烈度区山区公路路线总体设计的思考

本文基于对高地震烈度区山区公路路线总体设计的深入思考,提出了一种新颖的设计方法。首先,结合地震学理论和工程地震动参数,进行公路线路的地震烈度分布预测,为线路总体布局及工程设施的设计提供科学依据。其次,探讨了地震作用下的山区公路稳定性评价方法,着重分析了滑坡、崩塌等地质灾害对线路稳定性的影响。介绍了公路线路设计中防灾减灾的基本策略和措施,以实现线路安全、经济、环保的目标。最后,以某高地震烈度区山区公路为例,验证了本文方法的有效性和实用性。本文的研究成果对高地震烈度山区公路设计具有重要的理论指导和实际应用价值。

利用深度学习与物理特征预测仪器地震烈度

快速准确地预测记录台站的仪器地震烈度,并在地震预警过程中向潜在用户提供及时和准确的警报至关重要.本文提出了一种结合深度学习和物理参数特征的算法,用于更可靠地预测仪器地震烈度.收集并处理了2001—2021年日本K-NET和KiK-net强震仪台网记录的3386次地震事件作为研究样本.对这些地震事件进行截取、基线校正、质量筛选等预处理,共得到25714条三通道地震波形.使用18000条地震记录(90%训练,10%验证)构建了一个窗长为3秒的仪器地震烈度预测模型(CNN-PP),并对7714条地震记录进行了测试.结果表明,CNN-PP模型在预测仪器地震烈度方面优于传统的单一特征参数方法.此外,离线震例测试结果显示,CNN-PP模型的报警成功率达到95.03%,没有出现误报情况,为解决地震预警仪器地震烈度的测定提供了一种潜在方法.

地震烈度仪对卷积神经网络模型地震预警震级估计的影响

为探索地震烈度仪对卷积神经网络模型地震预警震级估计的影响,以2022年中国发生的5次破坏性地震(M_S≥5.8)为例,将地震数据应用到卷积神经网络震级估计模型中,分析引入烈度仪地震数据后的震级估计。结果表明:在P波到达后3 s,烈度仪和强震仪的单台震级估计误差主要分布在±1震级单位范围内;对于震中距100 km以内的数据,在P波到达后10 s内,与强震仪相比,烈度仪震级估计误差均值更接近0;对于信噪比小于20的数据,强震仪震级估计误差均值比烈度仪的震级估计误差均值更接近0,且烈度仪有更大震级估计误差的不确定度。此外,对于这5次地震,与强震仪相比,烈度仪的数量更多、分布更密,引入烈度仪地震数据后,卷积神经网络模型更快地获得鲁棒的震级估计。研究结果为地震烈度仪在卷积神经网络震级估计模型中的适用性提供了依据,也为地震预警系统震级估计提供参考。

国家地震烈度速报江苏子系统参数测定能力评估

分析了2023年3月以来江苏地震烈度速报与预警系统震源参数测定的可靠性和精度。研究选取2022年3月1日至2023年12月20日期间江苏地区发生的98条M_(L)≥2.0地震事件,对比了新旧两套系统对同一事件的定位结果。结果显示,震中位置偏差大多数在0.3~12.1 km范围内,大部分误差属于正常范围。两套系统的震级偏差普遍较小,只有少数结果因定位台站的数量、钟差、数据噪声和干扰等因素导致偏差较大。此外,监测能力方面,新系统的监测能力整体提升M_(L)0.5,二维模拟地震定位测试方法显示定位精度也有所提升,整体来看,新系统展现出良好的实效性,能为地震分析和科学研究提供可靠的数据支持。

国家地震烈度速报与预警工程融合决策平台建设

为满足国家地震烈度速报与预警工程(以下简称“国家预警工程”)紧急地震信息对外服务要求,针对国家预警工程建设多算法多中心融合决策的主要技术难题,结合地震监测学科的技术发展现状和学科管理需求,地震监测预警业务系统迫切需要一个用于地震预警、参数速报和烈度速报分系统产出一套全国统一结果的融合决策平台。在国家预警工程定制软件项目实施过程中,建设了国家地震烈度速报与预警工程融合决策平台,其作为国家预警工程数据处理系统与紧急地震信息服务系统之间的关键信息通道,负责汇集融合国、省两级多中心地震预警和速报分系统的多套处理算法的处理结果,进行多个处理结果的同一地震事件判断及其可靠性判定,基于多个策略的信息优选和融合决策处理,产出融合决策后唯一、可靠、及时和准确的预警和速报信息结果。该结果经紧急地震信息服务系统的发布平台对外发布,社会公众、政府机构和特定专业用户可以基于收到的地震预警和速报信息进行防灾避险或应急救援。

国家地震烈度速报与预警工程定制软件总体设计

国家地震烈度速报与预警工程现已建设世界上规模最大的、总数超过15000个台站的地震烈度速报与预警观测站网。定制软件是预警工程的核心内容之一,将实现我国地震观测领域数据处理系统的全面升级。本文结合定制软件项目建设目标、业务功能需求等情况,从设计思路、总体架构、分系统功能、部署方式、性能指标和关键技术指标等方面对定制软件总体设计进行介绍。定制软件的总体设计契合预警业务功能需求,使得预警工程具备高稳定性、低延时、高可靠度、高处理性能的数据处理、紧急地震信息服务、数据综合服务和技术支持与保障能力,使地震预警和烈度速报两大功能得到落实,使工程项目的防震减灾效能得到切实体现。

国家地震烈度速报与预警工程项目建设与业务运行的过渡实践

国家地震烈度速报与预警工程项目已完成建设任务,面对政府、社会、公众对地震预警的期待,结合新一代地震监测速报预警业务体系特点,在由项目建设转向业务运行过程中,采取尽早树立业务化观念、建立健全制度体系、制定完善组织体系、形成风险隐患排查整改长效机制、重点地区先行及渐进式投入试运行等措施手段,在项目竣工验收前初步完成过渡,全面进入业务运行状态,部分重点地区提前开通对外服务。本文分析了各方对地震预警的期待和新一代速报预警业务体系特点,总结了建设转运行的过渡措施,并探讨了目前运行管理工作中的问题及改进方向,为未来地震预警工作完善提供参考。

基于震源机制解的新疆地区地震烈度衰减关系研究

收集1716—2022年130次有烈度数据的破坏性地震事件,补充近期新疆区域破坏性地震烈度数据,对124幅地震烈度图,281对烈度圈长、短轴数据进行分类整理。采用数学方法拟合了新疆地区不同时间节点、不同震源机制解地震烈度衰减模型。研究发现,在烈度衰减过程中,走滑型和逆断型地震略有不同,不同的地震震源破裂性质会影响烈度衰减关系的长短轴,因此,我们可以将其作为修正因子,用于快速评估地震灾害的烈度影响场,在地震发生后,修改和完善烈度圈的长短轴数据,以便更准确地进行评估。

高地震烈度寒区钢-混凝土组合梁桥抗震韧性评价

综合考虑桥梁系统灾变全过程,提出了一种适用于高地震烈度寒区的钢-混凝土组合梁桥抗震韧性评价方法。基于现有统计数据,综合考虑桩基沉降损伤、疲劳损伤以及冻融损伤,建立了高地震烈度寒区钢-混凝土组合梁桥震前功能损失函数;将地震易损性分析与桥梁抗震韧性评价相结合,建立了桥梁系统震后恢复函数;提出了震前临界维修加固年限和临时保通状态。结果表明:在高地震烈度冻土区的钢-混凝土组合梁桥系统的临界维修加固年限随地震动峰值加速度的增大而减小,当地震动峰值加速度分别为0.10g、0.15g、0.20g、0.30g时,桥梁系统的临界维修加固年限预计分别为27年、24年、19年、8年;当桥位在Ⅸ度及以上设防区时,必须在桥梁方案设计中考虑增设减隔震装置;桥梁系统的恢复时间随地震动峰值加速度的增大而增大,韧性指标随地震动峰值加速度的增大而减小;桥梁在运营20年后发生地震作用时,地震动峰值加速度为0.10g和0.15g的地震动预计不会影响桥梁通行,地震动峰值加速度为0.20g~0.40g的地震动需要进行维修加固实现临时保通,预计恢复时间为1~42天,韧性指标为0.647~0.578,恢复至临时保通状态的韧性指标最大值为0.650。

浅谈高地震烈度区高墩抗震设计

某项目为位于地震烈度8度区域的公路桥梁。桥梁上部结构采用40m跨径T梁,下部桥墩在35~80m高度范围内分别采用了实心板式桥墩及两种类型的空心薄壁桥墩。为了验证项目中这3类高墩的桥梁结构在地震作用下的安全性,分别对此3类桥墩进行了抗震分析验算。该桥采用了减隔震设计及非线性时程分析方法进行抗震分析。通过分析计算及验算后,全桥均采用高阻尼抗震橡胶支座以更好地控制位移。在此基础上,建议在施工允许的条件下对上半部分的墩身尺寸及配筋进行优化;建议对部分桩基间距进行优化,并充分重视基岩地区桩基抗拔及承载力的验算。

沿海高地震烈度地区高装配率装配式建筑施工关键技术应用分析

在沿海地区高地震烈度地域预制建筑工程技术层面取得了一定成效。BIM技术性在深化设计上的融合创新,提升了设计方案准确性和效率,确保了工程施工的稳定性和安全性。利用BIM科技的碰撞检测作用,合理改善了工程建筑模型中的潜在冲突,减少了施工工地的安全风险,提升了工程质量和效率。智能施工当场技术的应用完成了外围护建筑爬架的精确安装,确保了工程的施工安全性和效率。这些成果为地震烈度区预制建筑工程施工提供了有力的服务支持。

高地震烈度深山区某钢管混凝土格构超高桥墩的施工控制

为了阐述自爬式多功能提升系统施工方法在超高桥墩的应用,本文以某特大桥钢管混凝土格构空心墩施工工程为例,从C80自密实补偿收缩混凝土制备、高抛试验、钢管格构柱施工、自爬式多功能提升系统施工、管内C80混凝土施工及长悬臂爬模施工等关键环节论述控制要点。最终实践证明:自爬式多功能提升系统的施工方法在超高桥墩应用是成功的。本文结果可为类似钢管混凝土格构空心墩施工提供一定的借鉴及参考。

地震烈度快速评估可视化系统设计与实现

为提供地震烈度图实现地震烈度快速评估可视化,本文开发了一款地震烈度快速评估可视化系统。系统以Electron为整体框架,vue.js渲染前端页面,Java为编程语言。破坏性地震发生后,系统可根据位置、震级利用烈度衰减公式快速计算生成地震烈度可视化图,可快速确定地震影响的范围。实例的验证结果表明,系统可在地震后快速生成地震烈度可视化图,为地震应急救援工作的展开提供支持。

云南漾濞6.4级地震烈度评定

GB/T 17742−2020《中国地震烈度表》(国家市场监督管理总局等,2020)(以下简称“2020版烈度表”)自2021年2月1起施行,5月21日云南省漾濞6.4级地震首次采用2020版烈度表进行烈度评定。本文通过计算地震平均震害指数,对比GB/T 17742−2008《地震烈度表》(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局等,2009)(以下简称“2008版烈度表”)和2020版烈度表的烈度评定指标,分析2020版烈度表的变化改进,讨论2020版烈度表在地震烈度评定中的应用实效。结果表明,2020版烈度表房屋结构分类更精细,在此次漾濞地震中更好满足实际需求,评定结果更加科学反映真实破坏。

2021年西藏双湖Ms5.8地震地表破裂及地震烈度初析

2021年西藏双湖M_(s)5.8地震地表破裂和烈度参数,对中强地震的地震灾害评价和灾后重建具有重要作用.野外调查发现,2021年11月30日西藏双湖5.8级地震的宏观震中位于双湖县措折罗玛镇申亚扎地村附近,此次地震的震中烈度可达Ⅶ度.其宏观震中位置、极震区范围、主要余震分布等都受到断裂控制.地表破裂和震源机制解结果相吻合,表明地震的直接成因是藏中近东西向伸展变形作用诱发吴如错盆地边界断裂发生正断层活动.这次地震产生了清晰的地表破裂,对于研究震级和破裂长度之间的关系具有重要意义.

MEMS地震烈度仪在结构地震反应观测中的应用

工程结构地震反应观测台阵获取常时和震时结构反应记录,是工程结构健康诊断和震害评估的重要技术手段之一。2019年,云南大理建设了一个由8个地震烈度仪测点组成的结构地震反应观测台阵,每台烈度仪内置一个3分向微电子机械系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)加速度计。通过标准振动台检测,确定台阵配备的烈度仪的幅频响应特性曲线和线性度误差符合相关行业标准的要求。该台阵于2021年5月获得了大理漾濞地震序列的多次结构地震反应记录,本文选取其中3次M_(S)3.0~M_(S)3.2级地震,分析了观测记录的加速度时程、傅里叶幅值谱和信噪比等数据,由结果可知:该台阵可较好地记录幅值≥0.5 cm/s^(2)、频带1.0~39.0Hz的振动信号,对于近场小震具有一定的监测能力。

基于历史地震烈度资料的云南地区地震危险性评估

将云南地区按照0.1°×0.1°划分网格,收集了1713—2022年6级以上和1900—2022年5级以上(或震中烈度≥Ⅵ度)地震的烈度资料,分析这些地震对各网格的影响,筛选影响烈度I≥Ⅴ度的地震组成地震烈度资料数据库;建立地震烈度与其发生频率(或重复周期)之间的关系,对云南地区的地震危险性进行评估,给出了每个网格发生某一烈度的重复周期,同时预估了未来50年发生某一烈度的超越概率,并利用烈度与加速度的对应关系,给出了50年超越概率10%的地震动峰值加速度(PGA);将计算结果与云南地区地震构造以及中国地震动参数区划图进行比较。结果表明:重复周期较短(重复频率较高)的区域与活动断裂展布的密集程度是基本吻合的;50年超越概率10%的峰值加速度分布区域与中国地震动参数区划图的PGA高低区域分布大体一致,从各市(县)的尺度上看,又有所不同,有的县(市)的PGA比区划图云南部分给出的结果高,有的则偏低。

四川泸定6.8级地震烈度评定工作思考

地震烈度评定工作不仅对抗震救灾、恢复重建意义重大,对地震应急准备、震害防御也有着重要的指导意义。2022年9月5日,四川省甘孜州泸定县发生里氏6.8级地震,地震烈度评定工作随即展开。本期调查评估栏目邀请专家以泸定6.8级地震为例,结合多次地震烈度评定工作的实践经验。