云计算下震害预测基础数据库的自主访问控制算法

针对当前震害预测基础数据库自主访问控制算法在实际应用过程中存在访问数据包发送速率受限导致访问控制数据吞吐量公平性较差、数据重传时间超时、数据传输速率不稳定等问题。提出一种云计算下震害预测基础数据库访问控制算法,通过计算震害预测基础数据库访问控制周期、访问请求流的平均速率和访问请求流的平均速度,建立云计算下震害预测基础数据库模型;利用带衰因数过滤器对数据库模型的访问数据包进行平滑过滤,通过对平滑过滤后的访问控制数据包发送速率调节实现自主访问控制。研究结果证明,该算法能够有效减少丢包事件机率及数据重传次数,具有较强的网络适应能力,访问控制数据的最大发送速率更加稳定,取得了预期的实验效果,具有一定的实用价值。     

基于高性能GPU计算的城市建筑群震害模拟

为适应不断提高的震害预测需求,精细化模型已经成为城市区域震害预测的主要发展方向。然而传统的基于CPU平台的计算方法成本过高,使得精细化模型的应用受限。近年来,GPU技术由于其强大的并行计算能力和较为低廉的价格优势,在通用计算领域得到了快速的发展和应用。基于GPU-CPU协同计算技术,建立了城市区域震害的计算模拟方法,显著缩短了城市区域震害预测的时间。并采用该方法对某中型城市的真实震害进行了模拟应用,展示了GPU技术在大区域城市建筑群震害模拟中的独特优势。     

基于IPOA的巨型组合框架结构震损快速预测模型研究∗

为实现巨型组合框架结构的地震损伤程度快速评估,提出了一种基于改进鹈鹕优化算法（IPOA）的多参数震损预测方法。设计了5 个不同参数的巨型组合框架结构模型,利用振动台试验和有限元软件进行非线性时程分析获取结构动态响应数据,并采用结构损伤指数量化评估结构的损伤程度。同时,引入K 均值聚类优化策略和惯性权重自适应优化策略改进传统的鹈鹕优化算法。基于振动台试验和有限元分析结果数据,比较了不同输入参数组合预测结构损伤的准确性,构建了能反映结构参数与结构损伤之间非线性关系的智能算法快速预测模型。最后,将模型预测结果与一缩尺比为1/15 的振动台试验模型结构损伤程度进行对比验证。结果表明：（1）改进鹈鹕优化算法模型的准确性和泛化能力均优于其他算法模型;（2）最大层间位移角与结构损伤相关性最高,增加影响结构损伤的输入参数可提高预测模型的准确度和泛化能力;（3）模型预测的结构损伤指数与试验结果相比误差均小于10%,预测结构损伤等级与试验结果一致,所提出的快速预测模型能高效准确地预测结构的损伤指标,为巨型组合框架结构震后损伤快速评估提供了一种新方法。     

多层钢框架结构的区域震害模拟多自由度模型∗

传统的易损性分析方法难以满足城市区域震害预测的需求。基于非线性多自由度层模型和动力时程分析的城市抗震弹塑性分析方法近年来得到快速发展。为了进一步丰富区域震害模拟的可模拟结构类型,基于城市抗震弹塑性分析方法的流程框架,建立了多层钢框架结构的多自由度剪切模型。通过统计规范中的公式参数和文献中的钢框架推覆结果,对模型的周期、阻尼比、骨架线参数和滞回曲线参数进行了标定,并根据文献和美国 HAZUS 报告给出了多层钢框架结构的损伤判别准则。最后,分别使用文献中的试验结果和文献中设计实例的推覆分析结果对模型进行了验证。结果表明:(1)建立了多层钢框架结构的多自由度剪切模型并进行了参数标定,为区域震害模拟提供了可用模型;(2)对多层钢框架结构的损伤判别准则进行了标定,可以根据区域震害模拟结果评价其破坏状态;(3)在考虑骨架线参数不确定性的情况下,模型精度满足区域震害模拟的要求。     

福建地震灾害损失计算分析与思考

介绍了福建城乡震灾快速评估系统。根据震害预测模型,利用该系统平台对1992年以来发生的对福建有较大影响的5级以上中强地震进行震灾快速评估。将系统震害计算结果与实际震害调查评估结果进行对比分析,给出了系统评估结果与实际调查结果的数量差异关系,并提出了建立基于遥感影像的震害评估模型的设计思考,从而为震害预测系统设计提供重要的参考意义。     

基于BP神经网络的饱和砂土液化判别方法

基于唐山地震中大量的砂土液化现场实测资料,选取描述地震动特性的烈度、震中距、地面峰值加速度和描述砂土层埋藏环境条件的地下水位、标贯点深度(土层深度)、上覆非液化覆盖土层厚度、有效覆盖压力,以及表示砂土自身属性的标准贯入锤击数、平均粒径、不均匀系数、修正标贯击数共11个指标的不同组合作为输入变量,采用快速BP算法和LM算法构造了饱和砂土液化判别的BP神经网络预测模型.通过所建网络模型的训练、验证和应用,结果表明:(1)所建14个BP神经网络模型都是有效的,液化判别的准确度与模型输入变量的不同组合有关;(2)增加网络模型的节点(考虑因素较多)并不一定能够提高BP神经网络模型的液化判别准确度,反而增加了BP神经网络模型的复杂性和学习时间;(3)两种算法的BP神经网络模型都有很高的液化判别准确度,LM算法的计算速率要比快速BP算法快得多,但在计算过程中需要更多的内存,建议采用LM算法;(4)采用所提BP神经网络模型的权值与阈值进行其它预测样本的液化判别时,判别结果可能偏于保守;(5)从影响砂土液化的主要因素、获取指标难易程度考虑,在与<建筑抗震设计规范>砂土液化判别公式考虑指标一致的情况下,建议采用BP神经网络模型M4或M5a,该模型简单、方便,且其预测准确度远高于<建筑抗震设计规范>的砂土液化判别准确度.     

基于GIS数据与地域性特征的城乡建筑群信息智能获取与抗震性能评估方法研究∗

我国城乡区域建筑群分布广、体量大，强震作用下结构破坏和倒塌风险高，既有的研究方法无法兼顾县区级别大范围建筑信息获取速度与地震模拟精度。为实现快速准确的城乡建筑群抗震性能评估，提出了结合区域建筑地域性特征与 GIS 数据的建筑信息智能获取与抗震能力评估方法。通过 GIS 数据和高分卫星等遥感手段获取县区范围建筑群的屋盖信息、建筑外部尺寸等信息。基于上述信息和具体区域城乡人均 GDP、建造风俗等实际特点， 建立了基于模糊理论和专家系统的模糊推断模型，确定了建筑结构类型、材料属性、开洞情况等内部信息，并通过数值模拟实现区域建筑群的震害分析。将该方法应用于我国西南地区某县城建筑群的参数获取与震害分析，同时以鲁甸地震某村镇验证了本方法的适用性，结果表明本方法对城乡建筑群的抗震性能评估具有较好的适用性。     

城市建筑物快速震害预测系统

以往的震害预测方法往往需要调查建筑物的详细力学特性参数，这对个别社区的范围是可行的，但对整个城市的震害预测，则需要耗费巨大的财力、物力，因此需要研究适用于城市群体建筑物的快速震害预测方法。文中提出的城市建筑物快速震害预测系统，是根据模糊数学中的加权距离来判别建筑物的相似性，而采用类比预测的方法来预测城市未知建筑物的震害结果。该方法能够在较少的投资和时间下，迅速给出城市的震害预测结果。最后将该系统应用于泉州市的建筑物震害预测，结果表明该系统具有良好的可操作性和结果可靠性。     

基于神经网络的震害损失评估模型

如何对强烈地震所引起的损失进行快速准确的评估已成为防灾减灾领域一个新的研究热点。本文提出综合利用粗糙集理论、遗传算法和神经网络进行震害损失评估。采用粗糙集软件ROSETTA对数据进行前置预处理,以大型科学计算软件MATLAB为平台,通过遗传算法优化神经网络的初始权值和阈值,建立了基于优化后神经网络的震害损失评估模型。数据算例分析表明,该模型合理有效。     

纵剖面形态的黄土斜坡地震危险性Logistic回归模型∗

强震诱发斜坡失稳破坏是黄土地区主要震害之一,快速准确判别黄土斜坡地震危险性对城市抗震规划和震后应急救援具有重要意义。利用野外实地调查的1920年海原地震诱发620组滑坡和380组未滑斜坡数据,验证纵剖面形态对黄土斜坡地震危险性的影响,对斜坡纵剖面形态进行单因素wald检验,单因素wald检验结果表明纵剖面形态对于滑坡地震危险性快速判别有积极意义。利用野外调查中简单易得的坡高、坡角、纵剖面形态和地震烈度几个因子,建立黄土高原区斜坡地震危险性判别的Logistic回归模型,给出黄土斜坡地震危险性的快速判别公式,使用该公式对1920年海原地震诱发滑坡回判和1718年通渭地震诱发黄土滑坡校验,同时对比了不考虑纵剖面形态的logistic回归模型的结果。计算表明:利用Logistic回归模型快速判别黄土斜坡地震危险性,合理确定影响因子并调整Logistic回归中各影响因子的参数,计算得到的斜坡失稳与实际滑坡发育情况较为吻合;斜坡纵剖面形态是影响斜坡地震危险性的重要影响因素,在Logistics回归模型中考虑该因素得到的预测公式,判别斜坡失稳准确度比不考虑该因素时高3%左右。     

江西典型村镇既有房屋抗震性能分析

为进一步掌握江西村镇既有房屋的抗震能力现状,基于已有抗震调查资料及初步分析结果,以3栋典型房屋为例,开展了弹塑性有限元分析。针对1栋现存的2005年九江-瑞昌地震中受损的典型砌体结构,分析其震害特点,并对其进行弹塑性有限元分析,通过与实际震害对比,验证了有限元模型的有效性,并对早期江西村镇房屋的抗震性能进行了论述。在此基础上,对该结构增设圈梁构造柱以及改变砂浆强度,分析其对砌体结构抗震性能的影响;分别选取1栋江西典型村镇砌体结构和框架结构,进一步开展有限元分析,并结合调查数据及震害预测结果,对江西村镇既有房屋的抗震性能进行了分析。结果表明:2005年九江-瑞昌地震后江西村镇房屋的抗震性能有所提高,所调查的江西村镇既有房屋基本满足当地的抗震设防要求;增设圈梁、构造柱及适当提高砂浆强度可有效增强砌体结构的抗震性能。     

基于VB6.0软件平台的土坝震害评估系统

为了准确、快速地对遭受地震影响的土坝工程的破坏状态进行评估,以土坝震害判断模型为基础,采用VB平台开发了土坝震害评估系统,并介绍了系统开发的总体设计和模式,阐述了系统开发中VB与Excel链接、Excel与Access数据导入等关键技术。     

云南永胜6.0级地震震害特征

介绍了云南永胜6.0级地震烈度分布与震害特征;分析了震害原因,计算了各类房屋在不同烈度区的平均震害指数;对典型的钢筋砼框架结构房屋进行了震害预测计算和抗震验算,并将计算结果与实际震害进行了对比.     

高分辨率遥感图像在城市快速震害预测中的应用研究

以河南省某县城为例,通过分析高分辨率遥感图像,获取建筑物的属性信息,结合相关调查数据,建立震害矩阵,得到震害预测结果,计算综合地震危险性指数,评价该区域综合抗震能力。与实际调研结果对比后发现,基于高分表率遥感图像的建筑物信息提取技术具有较高精度,能够满足大范围快速震害预测的需要。     

中等烈度条件下震害评估的简易方法

本文以我国西北、西南、华东和华南地区大量震害调查资料为基础,总结出中等烈度条件下,不同震害等级的震害率并以此作为震害评估的重要依据。该方法简单易行,可广泛适用于中小城镇(市)震害评估和区域性震害快速预测的需要。     

考虑经验结构信息的RC框架剪切层模型建立方法∗

提出一种基于经验结构信息的 RC 框架剪切层模型建立方法,用于区域 RC 框架结构的地震损失快速评估。 针对 RC 框架结构确定结构构件尺寸和材料参数等基本设计参数及其经验取值范围,通过拉丁超立方体抽样方法考虑这些参数的随机组合与参数值的不确定性,生成框架结构的随机样本;在 RC 框架整体结构层面将框架层结构随机样本转化为多自由度集中质量剪切层模型,再通过非线性动力分析得到结构地震响应数据;综合分析国内外规范对于结构损伤状态的定义与量化方法,结合地震响应数据对框架结构的地震损失进行评估。结果表明：①考虑结构设计参数经验取值建立的层结构模型,满足抗震设计规范要求,且符合实际结构特征,能够用于典型框架结构的快速建模;②在不同强度的地震激励下,框架结构模型的地震损失规律与震害经验基本一致,表明本文所提建模方法具有较高的模拟准确性。     

基于机器学习的大雾天气背景下特强浓雾本地化诊断研究

低能见度的大雾天气是造成许多交通事故的重要气象灾害。极低能见度的强浓雾预报预测是气象工作中的难点问题。利用连云港地区2014-2016年逐小时气象观测资料,选取大雾发生时次,基于机器学习中的多种算法对能见度低于50 m特强浓雾建立气象要素诊断模型。结果表明:基于CART决策树算法的诊断模型能够较为直观准确的对强浓雾进行诊断,并且该模型具有较高的泛化能力,利用约占研究样本75%的数据进行学习,模型的学习准确率为90.04%,剩余25%左右的样本数据对模型的泛化能力进行测试,测试准确率为82.25%;5种机器学习算法中LSVM算法对于特强浓雾的诊断模型测试效果最好,但算法可理解度较低、复杂度较高,不如CART算法易于使用。     

基于多时相双极化Sentinel-1A数据的震害建筑物提取

地震发生后快速准确地获取灾区建筑物震害信息,是减少人员伤亡的有效途径。合成孔径雷达(SAR)遥感凭借全天时、全天候工作能力,在灾害评估方面发挥了重大作用。充分挖掘SAR数据的特征用于提取建筑物震害信息,是SAR成功应用于震后应急救援的关键。本文利用多时相双极化Sentinel-1A SAR数据,基于SAR的强度和相干性特征,进行震害建筑变化检测。对VV和VH极化SAR数据作为建筑物震害判别分析的变量,与建筑物震害建立判别关系,得到建筑物震害判别函数。利用此判别函数提取意大利阿马特里切镇的建筑物震害信息,并用光学解译结果验证本文方法的可靠性。结果表明,多时相双极化Sentinel-1A数据建立的震害建筑物判别分析方法能准确地评估建筑物震害信息,精度达到81%,能满足震害建筑物评估的需求。     

遥感震害快速定量评估方法及其在玉树地震中的应用

在伽师地震、汶川地震遥感定量化灾害评估基础上,提出了基于少量现场调查样本进行遥感解译震害与地面实际震害定量评估的方法,以玉树地震为例,建立了遥感解译震害与现场调查结果的定量关系,并进一步得到了玉树县城结古镇街区的等效震害指数和结古镇综合震害指数,结果显示遥感震害快速定量评估结果与实际调查结果一致.该模型可应用于建筑物结构类型分布与玉树县结古镇相似的城镇遥感震害评估工作中.     

采用城市动力弹塑性分析方法预测唐山市区建筑震害

城市区域建筑震害预测是城市防震减灾工作的重要决策基础。为实现更加合理、细致、直观的城市区域震害预测,本文采用了城市动力弹塑性时程分析方法预测了唐山市23万多栋建筑的震害。分别采用多自由度剪切模型和弯剪耦合模型快速建立中低层和高层建筑的分析模型,给出了每栋建筑不同楼层的震害结果以及震害过程三维可视化展示,并且对比了3种地震动衰减关系的预测结果,对最为合理的椭圆形衰减关系的结果进行了详细的分析。结果表明唐山市当前建筑抗倒塌能力相比1976年唐山大地震时有了显著提高,但非设防的老旧房屋依然破坏严重,城市抗震"韧性"有待提高。本文研究为大规模的城市区域建筑震害预测提供了重要方法和应用案例。