2024 年 05 月 04 日
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国家重点研发计划项目“区域与城市地震风险评估与监测技术研究”顺利通过科技部验收
发布时间:2022/10/28

      2022年7月26日,中国地震局工程力学研究所牵头承担的“十三五”国家重点研发计划项目《区域与城市地震风险评估与监测技术研究》顺利通过科技部组织的项目综合绩效评价。该项目于2017年获科技部批准立项,项目负责人为张令心研究员,共同参与单位包括清华大学、同济大学、哈尔滨工业大学、北京工业大学、防灾科技学院、厦门大学、中交公路规划设计院有限公司等。

      项目围绕区域与城市地震风险评估的科学化、精准化和动态化的总体目标,研发以区域与城市地震风险评估为目的的监测手段及组网观测技术,深度挖掘多元监测数据与工程结构地震损伤破坏和城市灾害的关联特征,发展多尺度非线性建模与动态模型修正方法,并充分考虑区域与城市内工程结构性态、社会和经济等因素影响,建立区域与城市大震风险动态评价指标体系和评估技术系统,开展城市和工程应用示范。

      项目提出了通过静电力反馈原理实现低频测量的整体方案,研发了宽频带、大动态、高鲁棒性闭环型力平衡式MEMS加速度传感设备(图1);建立了区域与城市低功耗分布式智能监测组网技术,实现了大震电力及通信中断下监测系统正常运行。

      项目针对建筑结构,提出了基于图像和深度学习的工程结构地震识别技术和震损评价方法(图2),建立了建筑结构易损性动态分析模型;针对桥梁结构,研究基于多元数据驱动、模型驱动以及二者融合的桥梁地震破坏监测和性态评估方法,实现基于多元数据的桥梁地震破坏快速评估。

      项目提出了基于概率的区域和城市地震灾害风险评估方法(图3),给出了区域和城市风险评估指标和风险等级划分的原则与方法,建立了融合多元信息的区域与城市大震风险评估体系,实现了针对不同防震减灾需求的地震灾害风险评估的多种表达形式。

      项目集成了新型传感器、先进的组网技术、秒级计算效率的基于监测数据的单体建筑和区域建筑群地震灾害的快速动态评估方法(图4)等创新性成果,开发了“区域与城市地震监测与风险动态评估系统”(图5),实现了基于监测数据的公里网格级别的地震灾害风险快速动态评估,提升了区域与城市地震灾害风险评估的时效性和精度。

      项目执行期间,参研人员2人获国家级、9人获省部级人才称号,形成了一支稳定的地震风险监测与评估专业研发队伍;项目的研究成果已被《建筑抗震韧性评价标准》《公路桥梁监测技术规范》《大跨桥梁结构健康监测系统预警阈值标准》《公路桥梁结构安全监测系统技术规程》等4部标准采纳;项目研发的技术已应用在泸县和芦山地震灾害应急评估中,并应用到一些重大工程和城市震害预测中;部分工作已纳入到中国地震局2020年科技创新支撑新时代防震减灾事业现代化建设任务清单。

      项目所研发的相关设备和评估方法及系统,可为中国地震科学实验场“城市与重大工程地震韧性监测系统”提供技术支撑和前期基础,也可服务于重大工程、建筑、桥梁及相关构件损伤识别、震后应急评估、地震灾害风险评估和地震应急救灾决策等方面。