Нейромережева оцінка параметрів локалізації і магнітуди джерел землетрусів за початковими ділянкам записи сейсмічного сигналу

Autor: Lazarenko, M. A., Gerasimenko, O. A., Ostapchuk, N. M., Shipko, N. L.
Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Geofizicheskiy Zhurnal; Том 41, № 1 (2019); 200-214
Геофизический журнал; Том 41, № 1 (2019); 200-214
Геофізичний журнал; Том 41, № 1 (2019); 200-214
ISSN: 0203-3100
2524-1052
Popis: The article is devoted to an extremely important topic of searching for a short-term warning of the entry of destructive vibrations in the territory of Ukraine by assessing in real-time conditions the characteristics of the seismic process — magnitude and localization parameters of the earthquake source, using the mathematical apparatus of neural network modeling. To solve the problem of estimating the parameters characterizing the zone of the excitation source and the geometry of the source-station system, the authors use the initial, least distorted P-sections of seismic signals, examining the postulate that by recording a seismic signal lasting several seconds after its entry, it is possible in real time it is sufficient to accurately predict the bypass of the expected signal (and, therefore, to estimate the magnitude) of the occurring earthquake. The simulation algorithm on networks of artificial neurons uses to determine the time, extremely dangerous from the point of view of seismic risk, the recording of earthquakes in the restricted zone of the sources of the Vrancea zone using the example of one seismic station “Odessa”. Magnitude prediction estimates are demonstrated on various components of earthquake records for time windows of various lengths. The authors also summarize the considered approach, extending it to the network of “Odessa”, “Skvira”, “Poltava” stations and those recorded on them, possibly dangerous later, seismic events at an epicentral distance of up to 12°. Estimates of the prediction of magnitude, depth of the source and the coordinates of the epicenter are demonstrated on the various components of earthquake records for time windows of various lengths. The proposed algorithms can be applied both in the automatic processing of seismic information and the seismic hazard prediction, which provides for direct operational intervention of seismological services in the seismic hazard assessment.
Статья посвящена чрезвычайно важной теме поисков краткосрочного предупреждения вступления разрушительных сотрясений территории Украины путем оценки в условиях реального времени характеристик сейсмического процесса ― магнитуды и параметров локализации источника землетрясения, с применением математического аппарата нейросетевого моделирования. Для решения задачи оценки параметров, характеризующих зону источника возбуждения и геометрию системы источник―станция, использованы начальные, наименее искаженные Р-участки сейсмических сигналов. Разработан алгоритм моделирования на сетях искусственных нейронов зависимости записи первых секунд землетрясения от магнитуды и глубины гипоцентра. Для определения времени вступления сейсмических волн, крайне опасных с точки зрения сейсмического риска, в алгоритме использованы записи землетрясений Вранча в ограниченной зоне источников на примере сейсмической станции «Одесса». Данный подход обобщен для сети станций «Одесса», «Сквира», «Полтава» и зарегистрированных на них, в дальнейшем, возможно, опасных сейсмических событий на эпицентральной расстояния до 12°. Оценки предсказания магнитуды, глубины источника и координат эпицентра продемонстрированы на различных компонентах записей землетрясений для временных окон различной длины. Предложенные алгоритмы могут быть применены как при автоматической обработке сейсмической информации, так и прогнозе сейсмической опасности, что предусматривает прямое оперативное вмешательство сейсмологических служб в оценку сейсмической опасности.
Стаття присвячена надзвичайно важливій темі пошуків короткострокового попередження вступу руйнівних струсів території України шляхом оцінки в умовах реального часу характеристик сейсмічного процесу - магнітуди і параметрів локалізації джерела землетрусу, із застосуванням математичного апарату нейросетевого моделювання. Для розв'язання задачі оцінки параметрів, що характеризують зону джерела збудження і геометрію системи джерело-станція, використані початкові, найменш спотворені Р-ділянки сейсмічних сигналів. Розроблено алгоритм моделювання на мережах штучних нейронів залежності записи перших секунд землетрусу від магнітуди і глибини гипоцентра. Для визначення часу вступу сейсмічних хвиль, вкрай небезпечних з точки зору сейсмічного ризику, в алгоритмі використані записи землетрусів Вранча в обмеженій зоні джерел на прикладі сейсмічної станції «Одеса». Даний підхід узагальнено для мережі станцій «Одеса», «Сквира», «Полтава» та зареєстрованих на них, в подальшому, можливо, небезпечних сейсмічних подій на епіцентральной відстані до 12. Оцінки передбачення магнітуди, глибини джерела і координат епіцентру продемонстровані на різних компонентах записів землетрусів для тимчасових вікон різної довжини. Запропоновані алгоритми можуть бути застосовані як при автоматичній обробці сейсмічної інформації, так і прогнозі сейсмічної небезпеки, що передбачає пряме оперативне втручання сейсмологічних служб в оцінку сейсмічної небезпеки.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: