非均匀断层结构地震活动细胞自动机模拟系统几个算法设计

为研究介质非均匀性与地震活动的关系,编制开发了模型可定制的二维细胞自动机模拟软件。针对软件设计中出现的非均匀断层结构模型的建立、系统模拟数据记录结构设计以及内存管理等问题,提出了解决方案。改善了模拟系统所需的几种关键算法,使研究人员能根据需要灵活设定模型的介质参数。并利用内存管理技术,在一定程度上解决了大型模拟系统中普遍存在的硬件瓶颈问题,从而提高了细胞自动机模拟系统的适应性。     

基于应变率场的全球地震活动特征模拟探索

本文提出利用全球应变率资料模拟全球地震活动特征的基本思想, 并作了初步探索。 利用GSRM的全球应变率场结果, 初步设计了模拟全球地震活动时空分布特征的细胞自动机模型。 该模型把地球考虑为一个自组织的整体系统, 制定了细胞自动机的演化规则, 获得了模拟的人工地震目录。 初步的模拟结果基本反映了全球地震活动的主要分布特征, 体现了全球构造活动强弱的主要格局, 初步达到了利用GPS等实测资料计算的应变率作为细胞自动机网格状态及其改变量来模拟复杂的全球地震活动特征的实验目的。     

基于应变率场的全球地震活动特征模拟探索

提出利用全球应变率资料模拟全球地震活动特征的基本思想,并作了初步探索。利用GSRM的全球应变率场结果,初步设计了模拟全球地震活动时空分布特征的细胞自动机模型。该模型把地球考虑为一个自组织的整体系统,制定了细胞自动机的演化规则,获得了模拟的人工地震目录。初步的模拟结果基本反映了全球地震活动的主要分布特征,体现了全球构造活动强弱的主要格局,初步达到了利用GPS等实测资料计算的应变率作为细胞自动机网格状态及其改变量来模拟复杂的全球地震活动特征的实验目的。     

基于大陆地震活动特点建立的简化动力学模型--细胞自动机模型

基于大陆地震活动的特点和已建立的由弹簧－滑块－阻尼器组成的平面网络非线性动力学模型研究结果,根据细胞自动机的原理,提出了对这类模型的一种简化模型－细胞自动机模型。其演化规则是根据大陆地震活动特点和从上述非线性模型中总结出来的,介质参数采用分维分布设定。将新建的模型应用于３０×４０单元组成的较大系统中,探讨了该模型显示的一些地震活动特点。     

地震强度分布不均匀性的摩擦时间依从CA模型

设计一个摩擦时间依从的地震活动性细胞自动机模型（CA），研究产生地震累积频度-震级关系曲线中，出现拐点的地震强度分布不均匀现象的物理原因。外界通过应力加载向模型输入能量，模型的细胞之间存在非线性的相互作用。对比分析规定单个细胞破裂与模型地震之间不同的决定规则时产生的地震序列的累积频度-震级关系，研究结果表明，地震的级联破裂方式是引起累积频度-震级关系在震级较低范围和震级较高范围之间不连续的因素之一。     

用算法复杂性分析时间序列

本文介绍了算法复杂性的概念,总结了算法复杂性的一些性质,对其所具有的优点及在计算中所存在的问题进行了讨论。通过用算法复杂性C(n)分析由地震细胞自动机模型产生的地震时间序列,说明算法复杂性用于研究地震活动演化及地震活动图象是有希望的。     

摩擦时间依从的地震活动性细胞自动机模型

设计了一个改进的单断层地震孕育过程细胞自动机（ＣＡ）模型,通过设计外界通过 施加应力与模型间进行的能量交换和模型的细胞之间存在的非线性力学作用,试图理解地震 活动特性的力学机制．与早期细胞自动机模型相比,改进了参数的取值方式,将摩擦时间依 从的理论引进模型,使该细胞自动机模型更接近实际的孕震系统．研究表明参数取值方式对 人工地震序列和各细胞破裂事件的非均匀时间特性有重要影响,较小震级和较大震级范围中 的事件分别遵从明显不同的累积频度一震级关系．     

三维大型CA的地震能量-频度、时空分布a

设计了20020010网格的三维大型地震细胞自动机模型，生成了94 304个地震事件．结果表明，对于能量-频度的分形关系小地震和大地震有不同的无标度区；较大地震容易在相对较短时间、较近距离内相互互应地发生．      

中国大陆及其邻区地震活动的数值模型研究

利用有限元数值模拟方法,结合中国大陆及周边实际板块边界条件、实际介质参数,模拟给出了各单元的应力增长速率,并将其应用于根据细胞自动机原理提出的一种更接近实际的改进的细胞自动机模型中．初步给出了与实际地震类似的地震活动时空反复演化图象,并将模拟给出的地震能量释放结果与实际地震活动做了对比．认为该模型较以往模型无论在模拟地震活动特点上,还是与实际情况的对比上都有一定的优势,是一种更接近实际的模型．      

力学和统计模型结合研究人工合成地震活动性及其对预报真实地震的启示

基于断层网络的弹簧-滑块-阻尼器力学模型而提出的细胞自动机模型,产生了具有确定性混沌的人工合成地震目录．一个挑战性的问题是,如何仅利用地震目录反演原系统的某些特性,直至在一定时限内预报合成地震．我们运用一种改进了的应力释放统计模型,从合成地震目录中较成功地反演了系统应力的时间变化,但根据应力变化对地震发生进行有效的概率预报仍需进一步的研究．      

基于最大熵的人员震时空间分布模型研究

地震时刻,人员在建筑空间的动态分布情况尤为重要,本文对人员个体分布无序,向群体分布有序转换规律研究,通过最大熵原理,解决引力向效用函数,效用函数向概率的2个转换,从而实现的人员空间分布模型建立。     

利用非均匀细胞自动机模拟震级与应力降关系

为解释实际观测资料震源破裂过程与自相似(分形)模型的不一致性, 本文基于观测结果, 构建了由81×81个细胞单元组成二维非均匀断层模型, 并通过设计的细胞自动机模拟程序进行了模拟试验。 研究结果表明: 断层结构非均匀性是影响孕震过程特征的重要因素, 而且地震强度分布并非简单的自相似。 随着断层非匀质性增加, 破裂过程出现由相对的脆性破坏向塑性破坏特征变化的趋势。 利用细胞自动机不仅能较好地解释震级-频度关系中的大、 小震级段低头现象, 而且也可解释大震级事件具有相对恒定的应力降, 得到了与实际观测研究相一致的结果。     

随机性细胞自动机的地震模拟的动力学含义

结合随机的能量输入和确定的能量损耗，本文用随机性细胞自动机(CA)进行了地震事件的数字模拟，并对事件进行了能量分维和时间序列的多重分形分析。初步结果表明，大量事件的能量-频次的统计分布可能遵从最经典的Gutenberg—Richter关系．不同的初始能量分布和不同的能量传递准则都对模型的输出产生影响，b值与模型参数的设置密切相关，地震现象本质上的复杂性可能是随机性与确定性的统一体现。     

地震应急疏散演练训练器开发

在元胞自动机模型基础上,结合最短路径、冲突规避等算法,建立学校场景的地震应急疏散演练人员疏散模型,开发地震应急疏散演练训练软件;利用有源RFID定位技术,实现疏散演练人员区域位置判定,并集成训练软件,完成地震应急疏散演练训练器的研发。为人员密集场所的地震应急疏散演练提供基于实际场景的方案制定、仿真模拟、过程跟踪、结果分析和方案优化的全过程处置方案,使得地震应急疏散更加合理、有序、高效、科学,切实提高县市防震减灾工作科技含量和社会服务能力。     

断层结构非均匀性对地震活动性影响的细胞自动机模拟

基于断层强度分布的非均匀性,构建了由81×81个细胞单元组成的4种不同匀质度及其各自6种不同随机构型共计24个非均匀二维单断层模型样本,并通过设计的细胞自动机模拟程序,在保持其它模拟参数不变的条件下对它们进行了模拟试验.研究结果表明,随着断层结构非匀质度的增加,其宏观变形破坏行为由相对脆性向塑性变化;地震序列类型依次表...     

2014年云南鲁甸M_S6.5地震人员死亡年龄分布特征

通过收集到鲁甸地震分县(区)地震人员死亡统计表,对死亡人员的年龄、性别、死亡原因、死亡地点等情况进行分类分析,得到鲁甸地震人员死亡类型和死亡人员年龄总体分布特征。并分别对因房屋倒塌、因崩塌滑坡、因抢救无效致死人员年龄分布特征,性别—年龄分布特征等地震人员死亡年龄分布特征进行总结分析。同时与国内同类研究相比,鲁甸地震造成的人员死亡具备地震人员死亡的普遍特征,同时具有山区、经济欠发达地区地震人员死亡的特性。     

地震活动性的细胞自动机模型

本文在二维平面设计了一个模拟地震活动性的细胞自动机模型，分析了模拟地震离列的活动性，并探讨了强震前场兆和源兆的物理机制，结果表明，模型的地震序列很好地反映了实际地震的丛集特性、幂律关系和空间转移概率的稳定性等特点。     

基于准三维有限元方法建立的地震活动模型

基于有限元方法,参照细胞自动机模型,建立了一个地震活动演化的动力学模型.在这个模型中,根据边界条件和单元介质参数的分布,利用有限元方法确定各单元的应力增长速率.每个单元设定初始应力和摩擦因数,利用破裂准则可得到单元破裂所需时间.当单元破裂后,将破裂单元作为内部边界,利用有限元方法计算由于这个单元破裂对系统其他单元造成的应力调整.根据上述规则,建立一个由30×40个节点组成,在定常位移速率边界条件作用下的地震活动模型,探讨了区域应力场的动态演化、地震活动图像和各种参数变化对地震活动的影响.结果表明该模型在研究地震活动方面有一定优势并具有实用价值.     

地震压埋人员分布评估方法初探

破坏性地震发生后,有效地评估地震压埋人员的分布,是科学、有序应急处置和救援的基础。本文利用5.12汶川8.0级地震的资料,在已有的人员伤亡评估方法基础上,考虑了地震初期灾情信息以及影响地震人员压埋率的主要参数,如行政区域等级、设防烈度、搜救影响等,对这些影响参数进行系统研究,初步构建了地震初期压埋人员分布的评估方法。在此基础上,采用GIS平台,集成了基于公里网单元的基础数据作为算例,对5.12汶川8.0地震、4.20芦山7.0地震、4.14玉树7.1地震进行了压埋人员分布评估,评估结果与地震实际人员伤亡情况进行了对比,表明方法的有效性。该方法可为地震应急救援决策提供了技术支持。     

复杂地震系统的数字模拟

借用细胞自动机的计算处理方法，对地震孕育过程中整个系统能量输入，积累，释放，传播等进行了数字模拟，并研究了复杂地震系统的整体特征，结果表明，整体调整系统，地震时能量的损耗系数，外部构造应力场的驱动力大小会影响到地震系统中能量积累和释放的状况，影响到Ｇ－Ｒ关系中ｂ值的大小。