地震危险性分析方法、装置、设备及存储介质

1.本发明涉及地震危险性分析技术领域，尤其涉及一种地震危险性分析方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.地震风险和地震韧性评估是降低城市群建筑物地震损失的有效手段。地震风险和地震韧性评估一个重要的步骤是建筑物的地震易损性分析。由于当前大多数地震易损性分析采用向量型地震动参数进行易损性分析，就需要与之相对应的向量型概率地震危险性分析确定出地震危险性曲面，并与基于向量型的地震易损性函数进行卷积，评价建筑物的地震风险和地震韧性。目前采用的向量型概率地震危险性分析方法都是基于直接积分方法。
3.但是传统的方法需要涉及到积分，并且为了确定地震危险性曲面，需要设置几千组向量型参数的超越目标，因此导致传统基于直接积分法的向量型概率地震危险性分析方法计算效率低下，不具有实际工程实用性。更有甚者，如果向量型概率地震危险性分析方法涉及到多个向量型地震动强度参数，则基于传统直接积分法几乎无法实现。
4.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种地震危险性分析方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术地震风险和地震韧性评估手段步骤繁琐且计算效率和工程实用性低的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种地震危险性分析方法，所述方法包括以下步骤：
7.获取待评价场地的地震危险性分析数据；
8.根据所述地震危险性分析数据进行概率地震危险性分解，得到分解结果；
9.根据所述分解结果得到多个等效地震以及各所述等效地震对应的年发生率；
10.根据所述年发生率和等效地震进行所述待评价场地的地震危险性分析，得到分析结果。
11.可选地，所述根据所述地震危险性分析数据进行概率地震危险性分解，得到分解结果，包括：
12.根据所述地震危险性分析数据得到震源分布图；
13.根据所述震源分布图和地震危险性分析数据确定概率地震危险性分解的目标加速度值；
14.根据所述目标加速度值进行概率地震危险性分解，得到分解结果。
15.可选地，所述根据所述震源分布图和地震危险性分析数据确定概率地震危险性分解的目标加速度值，包括：
16.根据所述震源分布图和地震危险性分析数据得到所述待评价场地的地震危险性曲线；
17.根据所述地震危险性曲线选取目标地面峰值加速度；
18.根据所述目标地面峰值加速度确定目标加速度值。
19.可选地，所述根据所述震源分布图和地震危险性分析数据确定概率地震危险性分解的目标加速度值，包括：
20.根据所述震源分布图和地震危险性分析数据得到所述待评价场地的地震危险性曲线；
21.根据所述地震危险性曲线选取目标地面峰值加速度；
22.根据所述目标地面峰值加速度确定目标加速度值。
23.可选地，所述根据所述分解结果得到多个等效地震以及各所述等效地震对应的年发生率，包括：
24.根据所述分解结果确定若干备选等效地震；
25.从所述备选等效地震中选取预设数量的等效地震；
26.根据所述等效地震确定各所述等效地震对应的年发生率。
27.可选地，所述根据所述等效地震确定各所述等效地震对应的年发生率，包括：
28.根据所述分解结果确定目标地面峰值加速度；
29.根据所述目标地面峰值加速度确定目标超越概率；
30.根据所述目标超越概率确定年发生率计算公式；
31.根据各所述等效地震和所述年发生率计算公式确定各所述等效地震对应的年发生率。
32.可选地，所述根据所述年发生率和等效地震进行所述待评价场地的地震危险性分析，得到分析结果，包括：
33.根据所述年发生率和所述等效地震建立向量型地震危险性分析公式；
34.将所述待评价场地的地震危险性分析数据代入所述向量型地震危险性分析公式，得到分析结果。
35.此外，为实现上述目的，本发明还提出一种地震危险性分析装置，所述地震危险性分析装置包括：
36.获取模块，用于获取待评价场地的地震危险性分析数据；
37.分解模块，用于根据所述地震危险性分析数据进行概率地震危险性分解，得到分解结果；
38.计算模块，用于根据所述分解结果得到多个等效地震以及各所述等效地震对应的年发生率；
39.分析模块，用于根据所述年发生率和等效地震进行所述待评价场地的地震危险性分析，得到分析结果。
40.此外，为实现上述目的，本发明还提出一种地震危险性分析设备，所述地震危险性分析设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的地震危险性分析程序，所述地震危险性分析程序配置为实现如上文所述的地震危险性分析方法的步骤。
41.此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有地震危险性分析程序，所述地震危险性分析程序被处理器执行时实现如上文所述的地震危险性分析方法的步骤。
42.本发明获取待评价场地的地震危险性分析数据；根据所述地震危险性分析数据进行概率地震危险性分解，得到分解结果；根据所述分解结果得到多个等效地震以及各所述等效地震对应的年发生率；根据所述年发生率和等效地震进行所述待评价场地的地震危险性分析，得到分析结果。通过这种方式，实现了对待评价场地进行概率地震危险性分解，然后求得多个等效地震以及各所述等效地震对应的年发生率，最后根据年发生率和等效地震进行地震危险性分析，使得不需要繁琐的步骤进行地震风险和地震韧性评估，提高了计算效率和工程实用性。
附图说明
43.图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的地震危险性分析设备的结构示意图；
44.图2为本发明地震危险性分析方法第一实施例的流程示意图；
45.图3为本发明地震危险性分析方法第二实施例的流程示意图；
46.图4为本发明地震危险性分析方法一实施例地震危险性曲线示意图；
47.图5为本发明地震危险性分析装置第一实施例的结构框图。
48.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
49.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
50.参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的地震危险性分析设备结构示意图。
51.如图1所示，该地震危险性分析设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(central processing unit，cpu)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(wireless-fidelity，wi-fi)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(random access memory，ram)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(non-volatile memory，nvm)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
52.本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对地震危险性分析设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
53.如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及地震危险性分析程序。
54.在图1所示的地震危险性分析设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明地震危险性分析设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在地震危险性分析设备中，所述地震危险性分析设备通
过处理器1001调用存储器1005中存储的地震危险性分析程序，并执行本发明实施例提供的地震危险性分析方法。
55.本发明实施例提供了一种地震危险性分析方法，参照图2，图2为本发明一种地震危险性分析方法第一实施例的流程示意图。
56.本实施例中，所述地震危险性分析方法包括以下步骤：
57.步骤s10：获取待评价场地的地震危险性分析数据。
58.需要说明的是，本实施例的执行主体为一个控制器，主要为控制地震危险性分析方法的控制器，可以为能实现此功能的任意设备，本实施例对此不加以限制。
59.应理解的是，目前采用的向量型概率地震危险性分析方法都是基于直接积分方法。对于一个目标场地，周围有个震源，如果两个地震动强度参数和组成一个向量型参数，采用直接积分法进行向量型概率地震危险性分析，表达式为：
[0060][0061]
式(1)中，y1和y2为两个地震动强度参数的超越目标值，vi为地震震源i发生具有破坏性地震的年平均发生率，λ(y1》y1,y2》y2)表示y1和y2联合超越和年发生率，m和r分别为地震震级和震源距，fm(m)和fr(r)分别为地震震级和震源距的概率密度函数。
[0062]
由于式(1)需要涉及到积分，并且为了确定地震危险性曲面，需要设置几千组向量型参数的超越目标，因此导致传统基于直接积分法的向量型概率地震危险性分析方法计算效率低下，不具有实际工程实用性。更有甚者，如果向量型概率地震危险性分析方法涉及到多个向量型地震动强度参数，则基于传统直接积分法几乎无法实现。
[0063]
在具体实施中，地震危险性分析数据指的是有关于待评价场地的用于地震危险性分析的所有数据，包括但不限于震源分布图、场地位置等相关信息。
[0064]
步骤s20：根据所述地震危险性分析数据进行概率地震危险性分解，得到分解结果。
[0065]
需要说明的是，根据所述地震危险性分析数据进行概率地震危险性分解，得到分解结果指的是：根据地震危险性分析数据确定震源分布图和目标加速度值，然后通过目标加速度值根据概率地震危险性分解公式进行概率地震危险性分解，得到的结果即为分解结果。
[0066]
步骤s30：根据所述分解结果得到多个等效地震以及各所述等效地震对应的年发生率。
[0067]
应理解的是，等效地震指的是根据分解结果中的震源距离、震级和贡献率得出的两组产生同样效果的地震，作为等效地震，每组地震震级和震源距组合(mk，rk)即为一个等效地震。
[0068]
在具体实施中，年发生率指的是各个等效地震每年发生的概率。
[0069]
进一步地，为了能够准确的得到多个等效地震以及各所述等效地震对应的年发生
率，步骤s30包括：根据所述分解结果确定若干备选等效地震；从所述备选等效地震中选取预设数量的等效地震；根据所述等效地震确定各所述等效地震对应的年发生率。
[0070]
需要说明的是，根据所述分解结果确定若干备选等效地震指的是：当得到分解结果之后，可以得到震源距离、震级和贡献率共同组成的分解结果图，然后从中可以得到若干个地震震级和震源距组合的备选等效地震。
[0071]
应理解的是，从所述备选等效地震中选取预设数量的等效地震指的是：首先确定用户设定的预设数量的具体个数，然后随机从所有的备选等效地震中选取预设数量的作为等效地震。其中，预设数量为用户自行设定的可以为任意数值的数量，本实施例对此不加以限定。
[0072]
在具体实施中，根据所述等效地震确定各所述等效地震对应的年发生率指的是：根据等效地震结合年发生率计算公式进行计算，从而确定各个等效地震对应的年发生率。
[0073]
通过这种方式，实现了根据分解结果的各个备选等效地震中选取等效地震，用于计算年发生率，使得年发生率的计算样本更加准确，并且减少了尖酸的等效地震的数量，使得计算结果更加精炼。
[0074]
进一步地，为了能够准确的计算等效地震对应的年发生率，根据所述等效地震确定各所述等效地震对应的年发生率的步骤包括：根据所述分解结果确定目标地面峰值加速度；根据所述目标地面峰值加速度确定目标超越概率；根据所述目标超越概率确定年发生率计算公式；根据各所述等效地震和所述年发生率计算公式确定各所述等效地震对应的年发生率。
[0075]
需要说明的是，根据所述分解结果确定目标地面峰值加速度指的是：根据分解结果确定计算分解结果的目标地面峰值加速度，也就是pga，一般选取pga为：pga
min
＝1.0*10-7
g。
[0076]
应理解的是，当pga的超越目标pga
min
足够小时(pga
min
＝1.0*10-7
g一般满足足够小要求)，则p(pga》pga
min
|mk,rk)≈1，也就是目标超越概率为1。
[0077]
在具体实施中，根据所述目标超越概率确定年发生率计算公式指的是，当确定了目标超越概率之后，根据目标超越概率改写地震危险性分解公式为：
[0078][0079]
其中，式子中(mk，rk)即为一个等效地震，λ(mk，rk)表示等效地震的年发生率，m为震级，r为震源距离。
[0080]
通过这种方式，可以准确地计算得到各个等效地震的年发生率，使得待评价场地的地震危险性分析更加精准和准确。
[0081]
步骤s40：根据所述年发生率和等效地震进行所述待评价场地的地震危险性分析，得到分析结果。
[0082]
需要说明的是，根据年发生率和等效地震，然后结合向量型地震危险性分析公式，
可以进行待评价场地的地震危险性分析，最终得到的计算结果即为分析结果。
[0083]
进一步地，为了能够更加准确的进行地震危险性分析，步骤s40包括：根据所述年发生率和所述等效地震建立向量型地震危险性分析公式；将所述待评价场地的地震危险性分析数据代入所述向量型地震危险性分析公式，得到分析结果。
[0084]
应理解的是，根据所述年发生率和所述等效地震建立向量型地震危险性分析公式指的是，根据年发生率和等效地震的对应关系，建立向量型地震危险性分析公式，向量型地震危险性分析公式具体为：
[0085][0086]
其中，n
mr
为等效地震的个数。
[0087]
通过这种方式，实现了根据传统向量型地震危险性分解确定的n
mr
组等效地震及其年发生率，建立基于等效地震的向量型地震危险性分析公式，从而有效的进行地震危险性分析。
[0088]
本实施例通过获取待评价场地的地震危险性分析数据；根据所述地震危险性分析数据进行概率地震危险性分解，得到分解结果；根据所述分解结果得到多个等效地震以及各所述等效地震对应的年发生率；根据所述年发生率和等效地震进行所述待评价场地的地震危险性分析，得到分析结果。通过这种方式，实现了对待评价场地进行概率地震危险性分解，然后求得多个等效地震以及各所述等效地震对应的年发生率，最后根据年发生率和等效地震进行地震危险性分析，使得不需要繁琐的步骤进行地震风险和地震韧性评估，提高了计算效率和工程实用性。
[0089]
参考图3，图3为本发明一种地震危险性分析方法第二实施例的流程示意图。
[0090]
基于上述第一实施例，本实施例地震危险性分析方法在所述步骤s20，包括：
[0091]
步骤s201：根据所述地震危险性分析数据得到震源分布图。
[0092]
需要说明的是，震源分布图指的是在待评价场地周围预设距离内的振源的分布情况，与待评价场地所处的地理位置与地理环境有关。其中，预设距离为用户自行设定的任意数值的距离，本实施例对此不加以限制。
[0093]
步骤s202：根据所述震源分布图和地震危险性分析数据确定概率地震危险性分解的目标加速度值。
[0094]
应理解的是，根据所述震源分布图和地震危险性分析数据确定概率地震危险性分解的目标加速度值指的是：首先根据所述震源分布图和地震危险性分析数据开展概率地震危险性分析计算pga的地震危险性曲线，然后根据地震危险性曲线选取低地震动强度水平，也就是pga
min
＝1.0*10-7
g作为目标加速度值。
[0095]
进一步地，为了确定目标加速度值，步骤s202包括：根据所述震源分布图和地震危
险性分析数据得到所述待评价场地的地震危险性曲线；根据所述地震危险性曲线选取目标地面峰值加速度；根据所述目标地面峰值加速度确定目标加速度值。
[0096]
在具体实施中，根据所述震源分布图和地震危险性分析数据得到所述待评价场地的地震危险性曲线指的是：开展概率地震危险性分析计算pga的地震危险性曲线，地震危险性曲线如图所示。
[0097]
需要说明的是，根据所述地震危险性曲线选取目标地面峰值加速度指的是，根据地震危险性曲线确定各个地面峰值加速度和年平均超越概率的对应关系，得到各个目标地面峰值加速度。
[0098]
应理解的是，根据所述目标地面峰值加速度确定目标加速度值指的是：选取地面峰值加速度为pga
min
＝1.0*10-7
g的目标地面峰值加速度作为目标加速度值。
[0099]
通过这种方式，实现了根据地震危险性曲线选取合适的目标加速度值，使得待评价场地的概率地震危险性分解更加准确。
[0100]
步骤s203：根据所述目标加速度值进行概率地震危险性分解，得到分解结果。
[0101]
在具体实施中，根据所述目标加速度值进行概率地震危险性分解，得到分解结果指的是根据目标加速度值经过计算建立地震危险性分解公式，然后基于地震危险性分解公式进行概率地震危险性分解，计算结果即为分解结果。
[0102]
进一步地，为了能够准确的进行概率地震危险性分解，步骤s203包括：根据所述目标加速度值确定超越目标值；根据所述超越目标值和所述目标加速度值建立地震危险性分解公式；根据所述地震危险性分解公式进行概率地震危险性分解，得到分解结果。
[0103]
需要说明的是，根据所述目标加速度值确定超越目标值指的是：以地面峰值加速度(peak ground acceleration,pga)选取低地震动强度水平对应的超越目标值，超越目标值即为目标加速度值，即为pga
min
＝1.0*10-7
g。
[0104]
应理解的是，地震危险性分解公式具体为：
[0105][0106]
通过这种方式，可以使得针对待评价场地的概率地震危险性分解更加准确和具体，计算效率也更高。
[0107]
本实施例通过根据所述地震危险性分析数据得到震源分布图；根据所述震源分布图和地震危险性分析数据确定概率地震危险性分解的目标加速度值；根据所述目标加速度值进行概率地震危险性分解，得到分解结果。通过这种方式，实现了通过地震危险性分析数据首先得到震源分布图，然后根据震源分布图得到进行概率地震危险性分解的参数目标加速度，最后进行概率地震危险性分解，得到分解结果，使得待评价场地的概率地震危险性分解更加准确，并且分解结果用于后续的地震为新型分析更加可靠。
[0108]
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有地震危险性分析程序，所述地震危险性分析程序被处理器执行时实现如上文所述的地震危险性分析方法的步骤。
[0109]
由于本存储介质采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不一一赘述。
[0110]
参照图5，图5为本发明地震危险性分析装置第一实施例的结构框图。
[0111]
如图5所示，本发明实施例提出的地震危险性分析装置包括：
[0112]
获取模块10，用于获取待评价场地的地震危险性分析数据。
[0113]
分解模块20，用于根据所述地震危险性分析数据进行概率地震危险性分解，得到分解结果。
[0114]
计算模块30，用于根据所述分解结果得到多个等效地震以及各所述等效地震对应的年发生率。
[0115]
分析模块40，用于根据所述年发生率和等效地震进行所述待评价场地的地震危险性分析，得到分析结果。
[0116]
本实施例通过获取待评价场地的地震危险性分析数据；根据所述地震危险性分析数据进行概率地震危险性分解，得到分解结果；根据所述分解结果得到多个等效地震以及各所述等效地震对应的年发生率；根据所述年发生率和等效地震进行所述待评价场地的地震危险性分析，得到分析结果。通过这种方式，实现了对待评价场地进行概率地震危险性分解，然后求得多个等效地震以及各所述等效地震对应的年发生率，最后根据年发生率和等效地震进行地震危险性分析，使得不需要繁琐的步骤进行地震风险和地震韧性评估，提高了计算效率和工程实用性。
[0117]
在一实施例中，所述分解模块20，还用于根据所述地震危险性分析数据得到震源分布图；根据所述震源分布图和地震危险性分析数据确定概率地震危险性分解的目标加速度值；根据所述目标加速度值进行概率地震危险性分解，得到分解结果。
[0118]
在一实施例中，所述分解模块20，还用于根据所述震源分布图和地震危险性分析数据得到所述待评价场地的地震危险性曲线；根据所述地震危险性曲线选取目标地面峰值加速度；根据所述目标地面峰值加速度确定目标加速度值。
[0119]
在一实施例中，所述分解模块20，还用于根据所述目标加速度值确定超越目标值；根据所述超越目标值和所述目标加速度值建立地震危险性分解公式；根据所述地震危险性分解公式进行概率地震危险性分解，得到分解结果。
[0120]
在一实施例中，所述计算模块30，还用于根据所述分解结果确定若干备选等效地震；从所述备选等效地震中选取预设数量的等效地震；根据所述等效地震确定各所述等效地震对应的年发生率。
[0121]
在一实施例中，所述计算模块30，还用于根据所述分解结果确定目标地面峰值加速度；根据所述目标地面峰值加速度确定目标超越概率；根据所述目标超越概率确定年发生率计算公式；根据各所述等效地震和所述年发生率计算公式确定各所述等效地震对应的年发生率。
[0122]
在一实施例中，所述分析模块40，还用于根据所述年发生率和所述等效地震建立向量型地震危险性分析公式；将所述待评价场地的地震危险性分析数据代入所述向量型地
震危险性分析公式，得到分析结果。
[0123]
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。
[0124]
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
[0125]
另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的地震危险性分析方法，此处不再赘述。
[0126]
此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0127]
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0128]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(read only memory，rom)/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0129]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。