• ISSN 1673-5722
  • CN 11-5429/P

黄滟雯, 孙晓丹, 熊凌鑫, 杨成. 基于生成式神经网络的强地震动模拟[J]. 震灾防御技术. doi: 10.11899/zzfy20250124
引用本文: 黄滟雯, 孙晓丹, 熊凌鑫, 杨成. 基于生成式神经网络的强地震动模拟[J]. 震灾防御技术. doi: 10.11899/zzfy20250124
YanWen HUANG, , LingXin XIONG, Cheng YANG. Generative Neural Network-Based Strong Ground Motion Simulation[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention. doi: 10.11899/zzfy20250124
Citation: YanWen HUANG, , LingXin XIONG, Cheng YANG. Generative Neural Network-Based Strong Ground Motion Simulation[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention. doi: 10.11899/zzfy20250124

基于生成式神经网络的强地震动模拟

doi: 10.11899/zzfy20250124
基金项目: 国家自然科学基金区域联合基金(U21A20154);四川省交通运输科技项目(2018-ZL-01)

Generative Neural Network-Based Strong Ground Motion Simulation

Funds: Regional Joint Fund of the National Natural Science Foundation of China(U21A20154);Sichuan Provincial Transportation Science and Technology Project(2018-ZL-01)
  • 摘要: 基于简单线性关系的分析方法在表征地震动影响因素时,往往导致预测结果与实测数据存在显著偏差。为克服这一局限性,本文基于生成式神经网络无需依赖先验地震学知识即可自动提取特征并生成完整地震动时程的优势,系统评估了三种典型生成式神经网络模型(变分自编码器VAE、生成对抗网络GAN和去噪扩散概率模型DDPM)在地震动模拟中的性能表现。研究采用PEER数据库中的1, 451条水平向地震动记录(源自23次独立地震事件)作为训练数据集,对三种模型进行统一训练和对比分析。模拟结果时域和频域的综合评估结果表明:三种模型中,DDPM展现出最优的模拟性能,GAN次之,而VAE表现相对欠佳。值得注意的是,GAN模拟结果呈现出显著的长周期成分增强特征,而VAE则表现出明显的持时延长现象。通过与四种经典地震动预测方程的对比研究发现,DDPM模拟结果与GMPEs预测值具有较好的一致性,但存在轻微的系统性低估趋势。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-06-26
  • 录用日期:  2025-09-22
  • 修回日期:  2025-08-28
  • 网络出版日期:  2025-10-20

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