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研究亮點(diǎn)

應(yīng)用支持向量機(jī)回歸地震動(dòng)預(yù)測模型

發(fā)布時(shí)間： 2023-02-27 點(diǎn)擊數(shù)量：2171
研究背景：
基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的地震動(dòng)預(yù)測模型需要預(yù)設(shè)回歸的方程式，假定的方程式一般以參數(shù)化的物理模型為基礎(chǔ)進(jìn)行構(gòu)建，這種構(gòu)建模型方法可以在數(shù)據(jù)有限的情況下提高預(yù)測方法的精度，但是通過預(yù)設(shè)方程式的方法往往限制有效預(yù)測復(fù)雜和未知的地震動(dòng)強(qiáng)度的能力。并且參數(shù)化的預(yù)測方程簡化了物理過程，可能使得預(yù)測結(jié)果具有較大的不確定性。另外，隨著我國強(qiáng)震臺(tái)網(wǎng)的不斷建設(shè)，地震動(dòng)數(shù)據(jù)量的顯著增加使得應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)構(gòu)建地震動(dòng)預(yù)測模型成為可能。
研究方法及結(jié)果：
1）選取中國川滇地區(qū)地震動(dòng)數(shù)據(jù)，與傳統(tǒng)的回歸分析的經(jīng)典方法不同，應(yīng)用支持向量機(jī)回歸地震動(dòng)預(yù)測模型，確定了該方法的控制參數(shù)。
2）與川滇地區(qū)的現(xiàn)有地震動(dòng)衰減模型和NGA-West2模型進(jìn)行比較，驗(yàn)證了提出的基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的地震動(dòng)預(yù)測模型合理性。
3）提出的模型能夠在給定震級(jí)和場地條件下很好地預(yù)測地震動(dòng)峰值加速度和加速度反應(yīng)譜值，并且從結(jié)果上來看具有很好的泛化能力和魯棒性。

該成果發(fā)表在國際期刊《Journal of Earthquake Engineering》（Jinjun Hu*, Hui Zhang. Support Vector Machine Method for Developing Ground Motion Models for Earthquakes in Western Part of China. Journal of Earthquake Engineering, https://doi.org/10.1080/13632469.2021.1884146（IF：3.99，*通訊作者）。

圖1 地震動(dòng)數(shù)據(jù)分布 (a)地震的位置 (b)震源距和震級(jí)的關(guān)系
(c)震級(jí)的數(shù)目 (d)震源深度和震級(jí)的關(guān)系


圖2 對(duì)數(shù)據(jù)集應(yīng)用高斯算法隨機(jī)切割分類為測試集和訓(xùn)練集

圖3 應(yīng)用支持向量機(jī)算法回歸預(yù)測模型測試集和訓(xùn)練集的效果

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