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科研工作
國家重點研發(fā)計劃項目“區(qū)域與城市地震風險評估與監(jiān)測技術研究”順利通過科技部驗收
發(fā)布時間： 2022-10-28 點擊數(shù)量：52002022年7月26日，中國地震局工程力學研究所牽頭承擔的“十三五”國家重點研發(fā)計劃項目《區(qū)域與城市地震風險評估與監(jiān)測技術研究》順利通過科技部組織的項目綜合績效評價。該項目于2017年獲科技部批準立項，項目負責人為張令心研究員，共同參與單位包括清華大學、同濟大學、哈爾濱工業(yè)大學、北京工業(yè)大學、防災科技學院、廈門大學、中交公路規(guī)劃設計院有限公司等。
項目圍繞區(qū)域與城市地震風險評估的科學化、精準化和動態(tài)化的總體目標，研發(fā)以區(qū)域與城市地震風險評估為目的的監(jiān)測手段及組網(wǎng)觀測技術，深度挖掘多元監(jiān)測數(shù)據(jù)與工程結構地震損傷破壞和城市災害的關聯(lián)特征，發(fā)展多尺度非線性建模與動態(tài)模型修正方法，并充分考慮區(qū)域與城市內(nèi)工程結構性態(tài)、社會和經(jīng)濟等因素影響，建立區(qū)域與城市大震風險動態(tài)評價指標體系和評估技術系統(tǒng)，開展城市和工程應用示范。
項目提出了通過靜電力反饋原理實現(xiàn)低頻測量的整體方案，研發(fā)了寬頻帶、大動態(tài)、高魯棒性閉環(huán)型力平衡式MEMS加速度傳感設備（圖1）；建立了區(qū)域與城市低功耗分布式智能監(jiān)測組網(wǎng)技術，實現(xiàn)了大震電力及通信中斷下監(jiān)測系統(tǒng)正常運行。
項目針對建筑結構，提出了基于圖像和深度學習的工程結構地震識別技術和震損評價方法（圖2），建立了建筑結構易損性動態(tài)分析模型；針對橋梁結構，研究基于多元數(shù)據(jù)驅(qū)動、模型驅(qū)動以及二者融合的橋梁地震破壞監(jiān)測和性態(tài)評估方法，實現(xiàn)基于多元數(shù)據(jù)的橋梁地震破壞快速評估。
項目提出了基于概率的區(qū)域和城市地震災害風險評估方法（圖3），給出了區(qū)域和城市風險評估指標和風險等級劃分的原則與方法，建立了融合多元信息的區(qū)域與城市大震風險評估體系，實現(xiàn)了針對不同防震減災需求的地震災害風險評估的多種表達形式。
項目集成了新型傳感器、先進的組網(wǎng)技術、秒級計算效率的基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的單體建筑和區(qū)域建筑群地震災害的快速動態(tài)評估方法（圖4）等創(chuàng)新性成果，開發(fā)了“區(qū)域與城市地震監(jiān)測與風險動態(tài)評估系統(tǒng)”（圖5），實現(xiàn)了基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的公里網(wǎng)格級別的地震災害風險快速動態(tài)評估，提升了區(qū)域與城市地震災害風險評估的時效性和精度。
項目執(zhí)行期間，參研人員2人獲國家級、9人獲省部級人才稱號，形成了一支穩(wěn)定的地震風險監(jiān)測與評估專業(yè)研發(fā)隊伍；項目的研究成果已被《建筑抗震韌性評價標準》《公路橋梁監(jiān)測技術規(guī)范》《大跨橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)預警閾值標準》《公路橋梁結構安全監(jiān)測系統(tǒng)技術規(guī)程》等4部標準采納；項目研發(fā)的技術已應用在瀘縣和蘆山地震災害應急評估中，并應用到一些重大工程和城市震害預測中；部分工作已納入到中國地震局2020年科技創(chuàng)新支撐新時代防震減災事業(yè)現(xiàn)代化建設任務清單。
項目所研發(fā)的相關設備和評估方法及系統(tǒng)，可為中國地震科學實驗場“城市與重大工程地震韌性監(jiān)測系統(tǒng)”提供技術支撐和前期基礎，也可服務于重大工程、建筑、橋梁及相關構件損傷識別、震后應急評估、地震災害風險評估和地震應急救災決策等方面。
