基于地震预警的台阵布局优化 - 中国地震信息网.pdf

2009年01月 沈 阳建 筑 大 学 学 报 (自然 科 学 版 ) 第25卷第 l期 JournalofShenyangJianzhuUniversity(NaturalScience) Jan． 2009 Vo1．25．No．1 文章编号：1671—2021(2009)01—0001—05 基于地震预警的台阵布局优化 张延年 ，刘 丽 ，刘 明 ，聂淼鑫 ，魏 超 (1．沈阳建筑大学土木工程学院，辽宁 沈阳 110168； 2．浙江工贸职业技术学院，浙江 温州325003) 摘 要：目的为降低地震台阵成本，同时满足地震预警系统的有效预警时间要求，合理布置地 震台阵．方法 基于双台子台阵地震定位方法，通过合理设置优化设计变量、目标函数和约束条 件，建立地震台阵布局优化设计模型，并采用IHGA对台阵布局进行优化设计．结果 对沈阳市 地震预警系统台阵布局进行优化设计，建立 了相应的台阵布局优化设计模型，使不同发震点发 震时对任一预警对象的有效预警时间均能满足地震预警系统最低设防要求，平均有效预警时 间得到大幅增加．结论 建立的地震预警系统的台阵布局优化设计模型与所采用的优化设计方 法可以达到要求，并取得 了较好的效果． 关键词：地震预警；地震台阵；优化布局；遗传算法 ● 中图分类号：P315 文献标志码 ：A 置过少，将无法达到预期要求 J．目前，已有一些 0 引 言 国家建立了实时强震观测台网，并在地震预警中 地震灾害具有突发性和毁灭性，严重威胁着 发挥 了重大作用．而我 国相关的研究还处在相当 人类生命、财产的安全…．为了达到减轻地震灾 匮乏阶段．为降低地震台阵成本，同时满足地震预 害的目的，除了加强工程结构抗震设计外，地震预 警系统的有效预警时间要求，笔者对台阵布局进 警也十分重要．如果抢在地震几十秒前发出预警， 行优化，合理布置地震台阵． 就可以及时关闭次生灾害源，灾区人员有时间寻 1 双台子台阵地震定位方法 找避难所，这样无疑会将地震灾害降到最低．基于 实时地震 (强震动)观测台网的地震预警和地震 采用双台子台阵来定位地震大致位置的方法 应急控制系统是近年来国际上 日益引起人们重视 如图l所示．此图示出一个在 100km×100km 的 的防震减灾手段，它不仅可以减轻地震造成的人 坐标系统中任意布设的10个台站所组成的模拟 员伤亡和降低重大工程次生灾害的发生，而且还 地震台阵．为具一般性，设地震震中位于坐标原 可为震后紧急救援和抢修提供依据． 点，发震在某一任意时间．一般来说，该地震发出 地震灾害的评估工作大多是以地震烈度作为 的地震波最终会被图中所有的台站记录下来．考 基本参数的，但这种评估方法往往与实际情况有 虑下面这种情况，仅有震中距为d。和 的台站 1 较大差别，为了更加快速、准确地了解地震灾害， 和台站2记录到两个最先到达的到时分别为 t 以实测地震动参数的评估系统将越来越受到重 和 ：的P波，很容易由半空间模型得出d：一d。= 视 ．但是在地震动参数实测过程中，如果实时 (t：一t)，式中 为P波波速．该速度可通过详 强震观测台布局不合理，将在很大程度上影响评 细分析所研究区域内以前发生过的地震而得出． 估结果和评估速度．如果布置过密，成本太