軌道交通地震預(yù)警系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究

對軌道交通預(yù)警系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論進行了研究，提出了單臺站原位P波預(yù)警的基本構(gòu)想。研究了強震P波參數(shù)與強震震級的回歸關(guān)系，提出了強震P波瞬時特征周期和平均特征周期參數(shù)快速估算震級的回歸算法，得到了不同時間窗的回歸公式。對強震的早期P波特征周期參數(shù)和幅值參數(shù)與地震地面震動峰值參數(shù)之間的關(guān)系進行了研究，提出了P波特征周期與地震地面峰值加速度、峰值幅度的回歸關(guān)系，P波幅值參數(shù)與地面震動峰值加速度、峰值速度之間的回歸關(guān)系。研究了局部場地特征和入射方向?qū)娬餚波特征參數(shù)的影響。研究了基于Bayes原理的漸進地面震動強度預(yù)警與P波特征參數(shù)，提出了地面震動強度參數(shù)的初始先驗分布假定和實時估算漸進地面震動強度參數(shù)的方法，驗證了其可行性。在區(qū)分震源機制與不區(qū)分震源機制兩種情況下提出了P波的特征周期參數(shù)與地震地面峰值加速度參數(shù)的線性回歸關(guān)系式，證明正斷層機制下的兩種幅值參數(shù)與地震動強度參數(shù)的線性相關(guān)度較不區(qū)分震源機制的情況下均有明顯的增強。研究了P波特征參數(shù)的概率統(tǒng)計特征，給出了基于不同地震動強度范圍內(nèi)不同時窗下的P波特征參數(shù)的統(tǒng)計分布特征以及概率分布函數(shù)。研究了地震作用下列車軌道動力相互作用，提出了一個將地震作用對運行中列車安全影響分解為列車在常規(guī)條件下的運行安全指標(biāo)疊加地震作用對列車運行安全指標(biāo)的簡化研究思路，建立了車輪-軌道-路基數(shù)值模擬分析模型，并通過數(shù)值模擬分析了路基條件、地震動特性等對列車運行安全指標(biāo)的影響，并將計算結(jié)果與日本文獻結(jié)果進行的對比驗證，表明輪軌之間采用硬接觸和赫茲接觸均可得到較滿意的模擬結(jié)果?；谖覈咚勹F路地震預(yù)警采用沿線路排列的原位地震監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)所必需的單臺站預(yù)警模式，提出了適合高速鐵路單臺站的快速、準(zhǔn)確進行高鐵線路場地地震動預(yù)測的方法。 2100433B

地震預(yù)警已成為日本等國減輕軌道交通地震災(zāi)害和次生災(zāi)害的重要手段。我國部分鐵路和城市軌道交通處于高烈度地震設(shè)防區(qū)，地震過程中運行中的軌道交通列車運行安全抗震減災(zāi)的重要問題之一，但在重大工程的預(yù)警系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用方面比較落后。本項目擬對地震作用下軌道交通列車運行安全、軌道交通地震預(yù)警機制和預(yù)警地震動閾值、不同震源機制的各種早期地震動P波特征參數(shù)與最終地震動強度的關(guān)系、適用于區(qū)域預(yù)警和原位預(yù)警的早期P波地震動特征參數(shù)以及最終地震動強度預(yù)測模型等問題進行系統(tǒng)研究?？紤]震源-傳播路徑-場地效應(yīng)，建立先達P波特征參數(shù)與地震動強度之間的更準(zhǔn)確的預(yù)測模型；提出軌道交通的地震預(yù)警策略和預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計一個區(qū)域預(yù)警與原位預(yù)警相結(jié)合的軌道交通預(yù)警系統(tǒng)原型。本課題的成果可以為軌道交通地震預(yù)警系統(tǒng)的開發(fā)和建設(shè)提供理論基礎(chǔ)，有直接和良好的應(yīng)用前景，對其他重大工程的地震預(yù)警和抗震減災(zāi)也有重要參考價值。

電視地震預(yù)警系統(tǒng)利用地震波傳播和電波傳播的時間差，電波速度比地震波快，所以地震發(fā)生后，地震波還沒傳到，但電波已經(jīng)通知到了人們，于是就搶出了避險時間。即通過密集監(jiān)測預(yù)警臺網(wǎng)監(jiān)測，當(dāng)?shù)卣鹪谡鹬邪l(fā)生后，破壞性地震波到達預(yù)警目標(biāo)前，利用電波比地震波快的特點，在災(zāi)難到來前幾秒到幾十秒給出警報。