شبیه سازی شتاب نگاشت مصنوعی زلزله سازگار با طیف ساختگاه با استفاده از تحلیل سری های زمانی

در طراحی سازه های مهم و حیاتی مانند سدها، نیروگاه ها و پل ها، لزوم انجام تحلیل تاریخچه زمانی لرزه ای یکی از مهم ترین نیازهای مهندسی می باشد. با توجه به اینکه شتاب نگاشت­های واقعی مربوط به ساختگاه این سازه ها در بسیاری از موارد وجود ندارد و یا به تعداد کافی در دسترس نیست، لذا تولید شتاب نگاشت مصنوعی یکی از موضوعات مهم پژوهشی و کاربردی در این زمینه می باشد. این مقاله به ارائه روشی نوین برای تولید شتابنگاشت های مصنوعی منطبق با طیف ساختگاه سازه با استفاده از تحلیل سری های زمانی، شبکه­های عصبی مصنوعی، تبدیل موجک و الگوریتم ژنتیک می پردازد. در روش پیشنهادی ابتدا تعدادی شتاب نگاشت ثبت شده در ایستگاه های شتاب نگاری و بر اساس نوع خاک انتخاب می شوند. این خاک ها با توجه به سرعت موج برشی ایستگاه های ثبت کننده به دو گروه خاک و سنگ تقسیم می شوند و سپس با استفاده از تبدیل موجک به تحلیل  و پردازش  آنها پرداخته می شود. در قدم بعدی از توانایی یادگیری شبکه­های عصبی برای نگاشت معکوس از طیف پاسخ این شتابنگاشت ها به ضرایب تبدیل ویولتی استفاده می گردد.  به موازات استفاده از الگوریتم­های آموزشی موجود برای شبکه­های عصبی، از توانایی الگوریتم ژنتیک برای جستجو در یک فضای گسترده کمک گرفته می شود تا ماتریس های وزن و بایاس شبکه­ها بهینه گردند و از محبوس شدن شبکه­ها در نقاط بهینه محلی جلوگیری به عمل آید. در نهایت شتابنگاشت های سازگار با طیف ساختگاه تولید می شود. در این مقاله با ارائه مثال هایی از شتابنگاشت­های ثبت شده در ایران، به آزمایش الگوریتم پیشنهادی پرداخته شده و کارایی موثر آن نشان داده می­شود. استفاده ترکیبی از شبکه عصبی مصنوعی، تبدیل موجک، الگوریتم ژنتیک و تحلیل سری های زمانی موجب ارتقاء توانایی روش از نظر سرعت و دقت در تولید شتاب نگاشت مصنوعی سازگار با طیف برای شرایط ساختگاهی مختلف می شود

کلیدواژه ها:

شتاب نگاشت مصنوعی سازگار با طیف طرح ، تحلیل سری های زمانی ، الگوریتم ژنتیک ، شبکه عصبی مصنوعی ، تبدیل موجک