Восстановление данных о разности времен прихода продольной и поперечной сейсмических волн на сейсмических датчиках

Аннотация

Разработан метод восстановления данных на сейсмическом датчике, с помощью искусственных нейронных сетей смоделирована его работа. Для обучения искусственной нейронной сети выбраны два параметра: интервал времени между регистрациями на сейсмографе продольной (первичной) и поперечной (вторичной) сейсмических волн, а также интервал времени между регистрациями первичной сейсмической волны на двух сейсмографах, удаленных друг от друга. Для восстановления информации на сейсмографах использованы данные по 2636 землетрясениям, произошедшим в Республике Дагестан в 2020 г. На имеющихся 19 сейсмических станциях зарегистрировано менее 60 % общего числа произошедших землетрясений. Обучение нейронной сети проведено дважды для каждого сейсмического датчика. Первый раз с нулевыми значениями разности времен прихода сейсмических волн на сейсмографы, второй раз с восстановленными разностями времен по результатам обучения нейронной сети. Для обучения искусственной нейронной сети в качестве входов использованы интервалы времени между регистрациями волн на сейсмографах, данные которых известны, а в качестве выходов --- разности времен, которые необходимо определить. Обученная нейронная сеть имеет коэффициент корреляции с реальными интервалами времени между регистрациями на сейсмографе сейсмических волн, превышающий 0,99919. Приведены графики зависимостей среднеквадратической ошибки работы нейронной сети по эпохам ее обучения, графики соответствия результатов обучения, вычисленных нейронной сетью, и исходных данных, а также гистограммы ошибок работы нейронных сетей

Исследования выполнены при поддержке гранта Главы Республики Дагестан

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Асланов Т.Г. Восстановление данных о разности времен прихода продольной и поперечной сейсмических волн на сейсмических датчиках. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2022, № 3 (140), с. 4--17. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3933-2022-3-4-17

Литература

[1] Шахраманьян М.А., Нигметов Г.М., Прошляков М.Ю. Технология оценки устойчивости и сейсмостойкости зданий и сооружений. Технологии гражданской безопасности, 2004, № 2, с. 27--37.

[2] Шахраманьян М.А. Оценка сейсмического риска и прогноз последствий землетрясений в задачах спасения населения. М., ВНИИ ГОЧС, 2000.

[3] Морозов В.Н., Шахраманьян М.А. Прогнозирование и ликвидация последствий аварийных взрывов и землетрясений. М., URSS, 1998.

[4] Асланов Т.Г., Мусаева У.А. Анализ плотности распределения ошибок в определении координат очага землетрясения по методам сфер и эллипсоидов. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки, 2019, т. 46, № 2, с. 61--70. DOI: https://doi.org/10.21822/2073-6185-2019-46-2-61-70

[5] Шахтарин Б.И., Асланов Г.К., Асланов Т.Г. и др. Определение координат очага землетрясения с использованием фигур второго порядка --- эллипса и гиперболы. Автоматизация. Современные технологии, 2018, т. 72, № 11, с. 503--509.

[6] Асланов Т.Г. Определение координат очага землетрясения с использованием комбинированного метода. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки, 2017, т. 44, № 2, с. 118--125. DOI: https://doi.org/10.21822/2073-6185-2017-44-2-118-125

[7] Асланов Т.Г., Магомедов Х.Д., Мусаева У.А. и др. Влияние пространственного расположения сейсмодатчиков на точность определения гипоцентра землетрясения. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки, 2016, т. 43, № 4, с. 73--84. DOI: https://doi.org/10.21822/2073-6185-2016-43-4-73-84

[8] Шахтарин Б.И., Асланов Т.Г., Тетакаев У.Р. Определение координат очага землетрясения с использованием фигур четвертого и второго порядка --- овала Кассини и гиперболы. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки, 2019, т. 46, № 4, с. 134--142. DOI: https://doi.org/10.21822/2073-6185-2019-46-4-134-142

[9] Асланов Г.К., Асланов Т.Г. Определение среднего значения ошибки в вычислении координат эпицентра землетрясения. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки, 2021, т. 48, № 2, с. 20--28. DOI: https://doi.org/10.21822/2073-6185-2021-48-2-20-28

[10] Асланов Г.К., Асланов Т.Г., Курбанмагомедов К.Д. и др. Исследование зависимости ошибок в определении координат очага землетрясения от методов расчета (сфер и гиперболоидов). Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки, 2017, т. 44, № 4, с. 87--98. DOI: https://doi.org/10.21822/2073-6185-2017-44-4-87-98

[11] Асланов Г.К., Асланов Т.Г. Определение координат гипоцентра землетрясения методом окружностей. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки, 2021, т. 48, № 3, с. 52--58. DOI: https://doi.org/10.21822/2073-6185-2021-48-3-52-58

[12] Рогожин Е.А. Землетрясение в Иране. География, 2004, № 5. URL: http://geo.1september.ru/article.php?ID=200400503

[13] Асланов Г.К., Асланов Т.Г., Мусаева У.А. Аномальные ошибки в определении координат очага землетрясений и предложения по их устранению. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки, 2018, т. 45, № 4, с. 78--88. DOI: https://doi.org/10.21822/2073-6185-2018-45-4-78-88

[14] Кедров О.К. Сейсмические методы контроля ядерных испытаний. М., ИФЗ РАН, 2005.

[15] Сеть стационарных сейсмических станций. dbgsras.ru: веб-сайт. URL: http://dbgsras.ru/article/view/set-stacionarnyh-sejsmiceskih-stancij (дата обращения: 15.06.2022).