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城市轨道交通多参数地震报警研究——以哈尔滨地铁为例
| 论文题名： | 城市轨道交通多参数地震报警研究——以哈尔滨地铁为例 |
| 关键词： | 城市轨道交通;地震灾害;报警方式;安全运行 |
| 摘要： | 由于随着中国城镇化进程的加快，城市人口持续增加，以及各种交通工具数量的增多，造成城市交通压力剧增。进入二十一世纪后，中国政府为缓解城市交通压力，采取大力发展城市轨道交通的方法。而中国作为地震多发国家之一，迫切需要开展城市轨道交通地震紧急处置技术研究，以防止或减轻地震灾害对轨道交通的破坏，保障旅客生命财产安全。 本文针对地震报警只采用峰值加速度PGA作为单参数报警的现状，研究城市轨道交通多参数地震报警方法。基于哈尔滨地铁环境振动数据，进行详细的地铁地脉动和过车振动信号分析，给出滤除环境振动噪声的频带范围。类比传统方法，提出低频截止频率自动搜索算法，用于海量地震动数据确定低频截止频率。利用滤除过车振动信号后的地震动数据，进行城市轨道交通多种地震报警参数的研究。 论文主要完成了以下工作: 1.分别对哈尔滨地铁地脉动信号以及过车振动信号进行深入分析。根据地脉动信号卓越周期与场地类型的对应关系，确定地震动数据带通滤波的高频截止频率为10Hz。根据过车振动信号的主要频率成分和海量地震动记录统计，确定地震动数据带通滤波的低频截止频率为0.3Hz。 2.针对传统方法在强震动记录处理中确定滤波低频截止频率效率较低的问题，提出一种确定滤波低频截止频率的自动搜索模型，并利用统计学习方法中的损失函数确定自动搜索模型流程的结束条件。基于汶川和芦山两次地震以及日本K-NET地震动数据，将自动搜索算法得出的结果与传统方法确定的低频截止频率进行比较，结果表明自动搜索算法确定的低频截止频率和固定0.3Hz为低频截止频率滤波后的数据计算出CAV、Ia、Sa之间的差别比较小，说明低频截止频率为0.3Hz是比较合理的，该算法计算效率比传统方法有很大提升，特别适合海量强震动记录的批量处理。 3.考虑到城市轨道交通站台的场地条件，将日本K-NET地震动数据按Ⅱ类和Ⅲ类场地分类，分析地震动峰值加速度PGA与CAV、IV2、Ia、Sa之间的统计规律，给出地震报警阈值确定方法，根据此统计规律，由PGA地震报警阈值确定CAV、IV2、Ia、Sa的报警阈值。对单参数和双参数组合的各种地震报警方式进行比较，通过报警结果的分析可知，各种地震报警方式的结果相似度比较高，但是单参数PGA报警方式会存在过多的不影响运行安全的报警，所以推荐双参数联合报警作为城市轨道交通地震报警方式。 |
| 作者： | 徐旋 |
| 专业： | 土木工程；防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 于海英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国地震局工程力学研究所 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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