[發明專利]一種基于人工智能的場地地震液化災害快速評估方法

有效

• 申請號: 202110558271.9
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113379105B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 周燕國;陳仕海;劉凱;楊嘯天;張東超
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F16/2458;G06F16/951;G06Q50/26
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種基于人工智能的場地地震液化災害快速評估方法。建立歷史地震與場地信息數據庫，數據庫包括依次連接的需求輸入模塊、網絡爬蟲模塊、數據處理模塊和數據庫模塊；神經網絡模型預測獲得震后場地卓越頻率；基于震后場地卓越頻率獲得場地震害程度與抗震性能參數。本發明解決了快速評估震后場地震害、場地抗震性能參數的問題，可快速評估在給定地震條件下，場地液化或軟化震害程度和場地抗震性能參數。

技術領域

本發明屬于地震工程地質災害防治和計算機技術應用領域的一種場地地震液化災害快速評估方法，具體為一種基于人工智能的場地地震液化災害快速評估方法。

背景技術

隨著人口和財富越來越向城市集中，在地震災害作用下的城市建筑，不僅需要考慮地震災害下建筑物的強度是否滿足要求，以保證人民的生命安全，還需要考慮地震災害造成的建筑物使用功能的中斷所造成的影響，抗震韌性設計的需求應運而生，即對于一些重要建筑物如醫院、能源、通信、交通系統的控制中心，這些設施功能的損壞會導致社會功能的大規模癱瘓，需要估測其在災害后能夠恢復其原有功能所需要的時間和耗費的資源。

強震會使場地的抗震性能迅速下降，并隨著時間逐漸恢復到先前的水平，如圖2所示，地震發生的時間和大小難以預測，由于客觀需求貿然使用建筑物，有可能在小于最初設計標準地震的作用下，地基產生較大的破壞，危及建筑物中的生命財產安全。

當前對于場地地震液化災害的評估多是采用現場調查，或是根據許多地方的歷史地震的調查來建立經驗模型以評估震害，現場調查的缺點是事后進行調查，經驗方法的缺點是會使得數據庫中的數據點包含多種多樣的土層性質，所評估的結果往往是最不利的情況，通常來說偏于保守。而且采用經驗方法來評估震害不會考慮強震以后場地性質的改變，只會以已有的現場調查結果作為依據來進行現場震害的評估。

強震臺站可以實時監測所在場地的情況，這些信息不僅反映了地震的性質，而且還反映了場地的性質，以強震臺站的搜集到的信息來作為震害評估的補充，能夠更好地反映場地性質的實時變化情況。

發明內容

為解決傳統方法評估場地性能時，未考慮地震對場地造成性能的下降以及場地性能隨著時間逐漸恢復，以震前現場測試參數作為判斷場地各方面性能是否滿足要求的依據，本發明提出了一種基于人工智能算法的場地地震液化(軟化)災害快速評估方法，可以快速評估震后或震后一段時間內，場地各方面的性能參數，可以快速評估在給定地震條件下場地震害程度及較為全面的場地服役性能。

如圖1所示，本發明所采用的技術方案是：

S1：建立歷史地震與場地信息數據庫，其中包含有場地卓越頻率；

S2：根據S1的結果經神經網絡模型預測獲得震后場地卓越頻率；

S3：基于震后場地卓越頻率獲得場地震害程度與抗震性能參數。

所述S1中，建立歷史地震與場地信息數據庫包括依次連接的需求輸入模塊、網絡爬蟲模塊、數據處理模塊和數據庫模塊；

所述需求輸入模塊，接收輸入的強震臺站信息和地震動信號搜集時間范圍進而發送到網絡爬蟲模塊；

所述的強震臺站信息是具體的強震臺站編號或者給定經緯度范圍進而給出范圍區域內的強震臺站。

地震動信號搜集時間范圍內至少發生4次或4次以上大于6.0級的大地震，且兩次大震時間需要間隔不小于1個月，若輸入時間范圍沒有達到要求，則自動進行補齊到滿足要求的時間范圍。

所述網絡爬蟲模塊，接收來自需求輸入模塊的強震臺站信息和地震動信號搜集時間范圍，根據強震臺站編號和地震動信號搜集時間范圍，在強震數據庫網站上使用網絡爬蟲爬取強震臺站編號對應的強震臺站及其強震臺站下地震動信號搜集時間范圍內的所有公開的地震動信號、地震基本信息和場地信息，制作地震基本信息匯總表；將地震動信號、地震基本信息和場地信息并發送到數據處理模塊，將地震基本信息匯總表發送到數據庫模塊；