軌道交通地震預警系統(tǒng)的基礎研究

對軌道交通預警系統(tǒng)的基礎理論進行了研究，提出了單臺站原位P波預警的基本構想。研究了強震P波參數(shù)與強震震級的回歸關系，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疊加地震作用對列車運行安全指標的簡化研究思路，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的影響，并將計算結果與日本文獻結果進行的對比驗證，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果?；谖覈咚勹F路地震預警采用沿線路排列的原位地震監(jiān)測網(wǎng)絡所必需的單臺站預警模式，提出了適合高速鐵路單臺站的快速、準確進行高鐵線路場地地震動預測的方法。 2100433B

地震預警已成為日本等國減輕軌道交通地震災害和次生災害的重要手段。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的重要問題之一，但在重大工程的預警系統(tǒng)的基礎研究和應用方面比較落后。本項目擬對地震作用下軌道交通列車運行安全、軌道交通地震預警機制和預警地震動閾值、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系、適用于區(qū)域預警和原位預警的早期P波地震動特征參數(shù)以及最終地震動強度預測模型等問題進行系統(tǒng)研究?？紤]震源-傳播路徑-場地效應，建立先達P波特征參數(shù)與地震動強度之間的更準確的預測模型；提出軌道交通的地震預警策略和預警標準，設計一個區(qū)域預警與原位預警相結合的軌道交通預警系統(tǒng)原型。本課題的成果可以為軌道交通地震預警系統(tǒng)的開發(fā)和建設提供理論基礎，有直接和良好的應用前景，對其他重大工程的地震預警和抗震減災也有重要參考價值。

電視地震預警系統(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)測預警臺網(wǎng)監(jiān)測，當?shù)卣鹪谡鹬邪l(fā)生后，破壞性地震波到達預警目標前，利用電波比地震波快的特點，在災難到來前幾秒到幾十秒給出警報。