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。     

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。     

城市建筑物抗震能力评估方法

由于建筑物震害预测方法只能估计建筑物的破坏而不能评定建筑物的抗震能力,基于对城市建筑物潜在破坏的估计,提出了城市建筑物抗震能力的评估方法。影响城市建筑物抗震能力的因素包括城市所处的地震危险性环境和城市建筑物的易损性。为了考虑地震危险性因素,进行了以地面峰值加速度(PGA)为参数的地震危险性分析,提出了我国不同地震危险性特征分区的PGA概率密度函数;为了考虑建筑物的易损性因素,采用HAZUS-MH中的静力弹塑性分析(push-over anal-ysis)方法研究群体建筑物易损性。通过对这两个因素的研究,建立了城市建筑物抗震能力评估方法,提出的相对全概率抗震能力指数可以反映城市建筑物在其所在的地震危险性环境下所具有的抗震能力,而采用绝对全概率抗震能力指数能够比较不同建筑抗震能力的差异,再结合建筑物抗震能力评估标准,可确定抗震能力水平。以晋江市抽样建筑物抗震能力评估为例,结合震害经验,论证了该方法的有效性。     

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WEBGIS的城市建筑物震害评估方法研究

城市是人口高度密集且财富集中的地区,一旦发生地震,城市遭受的破坏和打击是巨大的。由于地震造成损失的主要原因是建筑物的倒塌及破坏,因此通过开发基于WEBGIS的城市建筑物震害预测信息系统,对城市建筑物震害的损失估计有着十分重大的意义。利用WEBGIS网络化空间分析技术,结合城市区域特征分区易损性模型,同时采用综合系数评价方法,对震时城市内的钢混、砖混、砖木、石砌、土木等五类结构进行了易损性计算,最后得出了各类建筑物破坏的严重程度以及由此造成的损失,为震后应急指挥管理提供了指导意见。最后结合在福建省地震局地震灾情快速评估系统中的实际应用,说明该方法的实用性和有效性。     

陕西耀县县城建筑物震害预测

对房屋建筑震害预测的“评分法”作了一些改进,并根据陕西耀县县城建筑物的特点,对群体建筑物、重要建筑物和古建筑物分别采取不同的方法进行震害预测,得出了合理的结论,本文的工作方法对其它小城镇的震害预测有一定的参考意义．     

框架结构房屋地震灾害风险评估

如何预测地震作用下建筑物的损伤风险,一直是地震工程和生命线工程领域的一个关键而不易解决的问题.利用大型有限元分析软件对上海浦东某医院框架结构进行了多地震非线性动力时程分析;针对延性破坏指标和强度破坏指标,计算了不同地震烈度下建筑物震害的严重程度,及5种破坏状态的发生概率,给出了震害率曲线.通过曲线,预测了类似建筑的震害,为城市抗震防灾政策的制定提供了依据.     

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。     

遥感技术在城市建筑震害预测中的应用研究

长期以来,在城市的震害预测研究工作中,建筑物属性信息的主要获取方法是基于人工调查的传统方式。近年来,随着遥感技术的发展,尤其是高分辨率民用遥感卫星的成功发射,使得利用遥感技术进行城市震害预测成为可能。鉴于传统的信息获取方式存在的费时费力,数据获取周期长,数据信息时效性差等缺点,以郑州市中牟县的部分住宅区为例,对高分辨率遥感影像在城市震害预测中的应用做了相应研究。     

晋冀蒙交界区农村房屋建筑震害矩阵研究

根据收集到的《中国大陆地震灾害损失评估汇编》和1989—2016年晋冀蒙交界区成灾地震的震害记录和相关数据,对农村房屋结构归类分析,给出低烈度下各类房屋的震害矩阵。采用贝塔概率密度函数拟合方法,对震害矩阵中结构破坏比的概率密度分布进行拟合,得到高烈度下各破坏等级的概率值,最终获得完整震害矩阵。结果显示,相比南北地震带地区和我国整体各类房屋建筑震害情况,研究区各烈度下不同建筑结构震害情况均较为严重;经贝塔概率密度分布函数所得破坏概率整体上符合破坏比分布特征,所得结果更能接近研究区建筑物的震后真实破坏情况,可用于未来震害预测工作。     

近场强震作用下城市桥梁结构灾害评价方法研究

桥梁是城市交通系统中抗震性能最差的节点,一旦遭受地震破坏会影响城市生存功能,可能导致城市局部或整体功能瘫痪,引发或加重次生灾害,降低了地震应急救援和震后恢复的速度和效果,是都市区震害情景构建中重点考虑的关键环节。根据唐山、海城、汶川地震等桥梁震害资料,对桥梁按场地土类型、建筑年代等分类,建立桥梁易损性曲线模型,并提出了适用于城市大量桥梁地震灾害状态快速评价方法,利用该方法评价了潜在近场强地震动作用下太原市区环城高速以内主干道路桥梁的震害。与以往的桥梁易损性模型对比结果表明,所提出的桥梁易损性模型可以更加准确地评价桥梁的震害。该方法可为城市桥梁的震前改造加固、震后快速恢复提供理论依据,也可为震后应急救援决策提供必要的支持。     

建筑物震害的类比预测方法研究

在“同一场地上相似的两幢建筑物,未来具有相似的震害程度”的假设前提下,提出了如何利用一个地区的部分建筑物单体的震害预测结果,对这一地区的其它建筑物单体的震害进行预测的方法,并从结构抗震角度研究了如何用加权Ｈａｍ－ｍｉｎｇ距离度量两幢建筑物的相似程度。     

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。     

桥梁群体震害预测方法的研究

本文研究了桥梁群体震害预测方法的理论,并采用模糊数学、灰色系统理论和概率分析方法,建立了中、小型桥梁群体震害预测的数学模型。在对江南一带城市地震震害预测工作中桥梁抽样单体震害预测经验法的计算基础上,给出了公路桥梁在不同地震烈度影响下的单因素评价矩阵,为区域性的地震震害预测工作提供了一个有力的实用工具。     

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.     

基于LM-BP神经网络的钢筋混凝土框架结构震害快速预测模型

为了快速对建筑群进行震害预测,构建城乡地震易损性模型,为防灾减灾工程提供依据并助力韧性城乡建设,本文选取位于抗震设防烈度为7度区的某市,把该市已完成的震害预测项目的基础数据和结果作为数据库的样本来源,以框架结构作为研究对象,将层数、层高、楼高、柱面积率等12个易获取且关联度较高的关键数据作为震害影响因子,充分利用了Matlab可视性良好的建模特性及LM算法能够快速拟合的优势,训练了一个基于LM算法的BP神经网络震害预测模型。采用多组数据测试,对单次模拟结果数据进行对比,并通过多次随机选取数据样本建立模型,验证该模型的精度和稳定性。测试结果表明,本文所选取的震害影响因子能够对框架结构的震害预测结果进行准确映射,该方法准确快速高效,可以应用于建筑群的快速震害预测实际工作中。     

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。     

基于深度学习的建筑破坏状态智能评估研究

地震发生后需要对震害区域建筑物破坏等级进行快速评估，以便于震后辅助决策和应急救援。通过分析建筑物外立面震害照片数据，挖掘不同建筑破坏等级与其立面图像特征潜在的映射关系，建立基于震害图像数据的建筑破坏状态智能评估深度学习方法，并应用于都江堰的地震调查数据。首先，训练获得了DeeplabV3+图像语义分割深度神经网络模型，实现在震后复杂背景下的建筑物外观整体的分割提取。进一步，利用迁移学习进行ResNeXt网络参数训练用于图像分类，实现建筑物地震破坏等级的评估。分析了都江堰地震现场调查数据，实验结果表明，所提方法能够较精细地将建筑破坏划分为基本完好、损坏和倒塌三类，准确率达到90.33%。评估模型可直接应用于震后建筑状态的较精细评估，且对外立面图像拍摄角度无较高要求，对图像背景鲁棒，可避免环境因素影响。相较于人工判断，研究方法提高了工作效率，缓解了调查者主观性判断带来的离散性影响，具有良好的应用潜力。     

通用震害预测基础数据库管理系统

由于震害预测数据量多面广，以文件格式存取的数据不利于数据的管理与维护，也不利于GIS二次开发，因此建立一套较为完整的震害预测基础数据库管理系统，不仅有助于防震减灾信息管理与地震应急辅助决策系统后台的数据维护和管理，也便于更有效地应用所有数据资源。在广州市部分城区震害预测与防御对策研究中开发的震害预测基础（属性）数据库管理系统，是在我国城市震害预测与防御对策研究中第一次采用SQL Server 2000和基于C／S结构及数据字典管理的震害预测数据库。该系统功能完善，应用方便，实用性和扩充能力强，并可方便地移植到其它应用中。     

防御

<正>2010年9月2日,中国地震局震害防御司在哈尔滨组织召开了震害预测工作研讨会议,杜玮司长出席会议并讲话,会议邀请了国内该领域权威专家,部分省地震局震害防御处负责同志参加。杜玮司长在讲话中指出,开展城市震害预测工作,是加强城市地震灾害防御有效管理的重要措施,也是我国防震减灾工作一项重要任务;实践表