• ISSN 1673-5722
  • CN 11-5429/P

强震动记录的低频截止频率自动搜索算法

于海英 徐旋 张同宇

于海英, 徐旋, 张同宇. 强震动记录的低频截止频率自动搜索算法[J]. 震灾防御技术, 2018, 13(1): 65-74. doi: 10.11899/zzfy20180106
引用本文: 于海英, 徐旋, 张同宇. 强震动记录的低频截止频率自动搜索算法[J]. 震灾防御技术, 2018, 13(1): 65-74. doi: 10.11899/zzfy20180106
Yu Haiying, Xu Xuan, Zhang Tongyu. Automatic Search Algorithm of Low Cut-off Frequency for Filtering Strong Motion Records[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2018, 13(1): 65-74. doi: 10.11899/zzfy20180106
Citation: Yu Haiying, Xu Xuan, Zhang Tongyu. Automatic Search Algorithm of Low Cut-off Frequency for Filtering Strong Motion Records[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2018, 13(1): 65-74. doi: 10.11899/zzfy20180106

强震动记录的低频截止频率自动搜索算法

doi: 10.11899/zzfy20180106
基金项目: 

国家重点研发计划 2017YFC1500803

国家自然科学基金高铁联合基金资助项目 U1534202

黑龙江省自然科学基金 E2015070

国家自然科学基金青年项目 51308517

详细信息
    作者简介:

    于海英, 男, 生于1962年。研究员。主要从事强震动观测与数据处理技术方面研究。E-mail:haiyingyu@126.com

    通讯作者:

    徐旋, 男, 生于1992年。硕士研究生。主要从事强震动数据处理技术方面研究。E-mail:xu_dexuan@outlook.com

Automatic Search Algorithm of Low Cut-off Frequency for Filtering Strong Motion Records

  • 摘要: 本文针对传统方法在强震动记录处理中确定滤波低频截止频率效率较低的问题,提出一种确定滤波低频截止频率的自动搜索模型,并利用统计学习方法中的损失函数确定自动搜索模型流程的结束条件。基于2008年汶川和2013年芦山两次地震主震和余震获得的强震动记录,将自动搜索算法得出的结果与传统方法确定的低频截止频率进行比较,分析自动搜索算法产生误差的原因,进而提出自动搜索算法应遵循的原则和适用条件。结果表明该算法计算效率比传统方法有很大提升,特别适合海量强震动记录的批量处理。
  • 图  1  低频截止频率自动搜索算法

    Figure  1.  Number of strong-motion records of different magnitudes

    图  2  自动搜索算法模型流程图

    Figure  2.  Flowchart of automatic search algorithm model

    图  3  损失函数

    Figure  3.  Loss function

    图  4  传统方法和自动搜索算法的结果

    Figure  4.  Comparison of the results from traditional method and automatic search algorithm

    图  5  记录051YAL130420113402频率搜索

    Figure  5.  Record 051YAL130420113402 frequency search

    图  6  记录051YAL130420113402滤波后速度、位移时程曲线

    Figure  6.  Records of the speed and displacement time-history curve after 051YAL130420113402 filtering

    图  7  自动确定低频截止频率误差统计

    Figure  7.  Error statistics of automatic determination of low cut-off frequency

    图  8  051AXT080512142801和051CDZ130420080203加速度时程

    Figure  8.  The acceleration of 051AXT080512142801 and 051CDZ130420080203

    图  9  051AXT080512142801和051CDZ130420080203位移时程

    Figure  9.  The displacement of 051AXT080512142801 and 051CDZ130420080203

    表  1  自动确定低频截止频率误差统计表

    Table  1.   Error statistics of automatic determination of low-frequency cutoff frequency

    误差上限/Hz 本算法所占比例 张同宇算法所占比例
    0.01 53.20% 26.60%
    0.02 73.56% 35.14%
    0.03 83.42% 42.69%
    0.04 94.25% 50.57%
    0.05 96.39% 53.69%
    0.06 97.70% 55.01%
    0.07 98.52% 57.96%
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-20
  • 刊出日期:  2018-03-01

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