《軌道交通地震預警系統的基礎研究》是依託北京交通大學，由張鴻儒擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：軌道交通地震預警系統的基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張鴻儒
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
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於高烈度地震設防區，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的基礎研究和套用方面比較落後。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波特徵參數與最終地震動強度的關係、適用於區域預警和原位預警的早期P波地震動特徵參數以及最終地震動強度預測模型等問題進行系統研究。考慮震源-傳播路徑-場地效應，建立先達P波特徵參數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，設計一個區域預警與原位預警相結合的軌道交通預警系統原型。本課題的成果可以為軌道交通地震預警系統的開發和建設提供理論基礎，有直接和良好的套用前景，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。
結題摘要
對軌道交通預警系統的基礎理論進行了研究，提出了單台站原位P波預警的基本構想。研究了強震P波參數與強震震級的回歸關係，提出了強震P波瞬時特徵周期和平均特徵周期參數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波特徵周期參數和幅值參數與地震地面震動峰值參數之間的關係進行了研究，提出了P波特徵周期與地震地面峰值加速度、峰值幅度的回歸關係，P波幅值參數與地面震動峰值加速度、峰值速度之間的回歸關係。研究了局部場地特徵和入射方向對強震P波特徵參數的影響。研究了基於Bayes原理的漸進地面震動強度預警與P波特徵參數，提出了地面震動強度參數的初始先驗分布假定和實時估算漸進地面震動強度參數的方法，驗證了其可行性。在區分震源機制與不區分震源機制兩種情況下提出了P波的特徵周期參數與地震地面峰值加速度參數的線性回歸關係式，證明正斷層機制下的兩種幅值參數與地震動強度參數的線性相關度較不區分震源機制的情況下均有明顯的增強。研究了P波特徵參數的機率統計特徵，給出了基於不同地震動強度範圍內不同時窗下的P波特徵參數的統計分布特徵以及機率分布函式。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-路基數值模擬分析模型，並通過數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，並將計算結果與日本文獻結果進行的對比驗證，表明輪軌之間採用硬接觸和赫茲接觸均可得到較滿意的模擬結果。基於我國高速鐵路地震預警採用沿線路排列的原位地震監測網路所必需的單台站預警模式，提出了適合高速鐵路單台站的快速、準確進行高鐵線路場地地震動預測的方法。
