شبيه ‌سازي شتاب ‌نگاشت مصنوعي زلزله سازگار با طيف ساختگاه با استفاده از تحليل سري ‌هاي زماني

در طراحي سازه‌هاي مهم و حياتي مانند سدها، نيروگاه‌ها و پل‌ها، لزوم انجام تحليل تاريخچه زماني لرزه‌اي يكي از مهم‌ترين نيازهاي مهندسي مي‌باشد. با توجه به اينكه شتاب‌نگاشت هاي واقعي مربوط به ساختگاه اين سازه‌ها در بسياري از موارد وجود ندارد و يا به تعداد كافي در دسترس نيست، لذا توليد شتاب‌نگاشت مصنوعي يكي از موضوعات مهم پژوهشي و كاربردي در اين زمينه مي‌باشد. اين مقاله به ارائه روشي نوين براي توليد شتابنگاشت‌هاي مصنوعي منطبق با طيف ساختگاه سازه با استفاده از تحليل سري‌هاي زماني، شبكه­هاي عصبي مصنوعي، تبديل موجك و الگوريتم ژنتيك مي‌پردازد. در روش پيشنهادي ابتدا تعدادي شتاب‌نگاشت ثبت شده در ايستگاه‌هاي شتاب‌نگاري و بر اساس نوع خاك انتخاب مي‌شوند. اين خاك‌ها با توجه به سرعت موج برشي ايستگاه‌هاي ثبت كننده به دو گروه خاك و سنگ تقسيم مي‌شوند و سپس با استفاده از تبديل موجك به تحليل  و پردازش  آنها پرداخته مي‌شود. در قدم بعدي از توانايي يادگيري شبكه هاي عصبي براي نگاشت معكوس از طيف پاسخ اين شتابنگاشت‌ها به ضرايب تبديل ويولتي استفاده مي‌گردد. به موازات استفاده از الگوريتم هاي آموزشي موجود براي شبكه­هاي عصبي، از توانايي الگوريتم ژنتيك براي جستجو در يك فضاي گسترده كمك گرفته مي‌شود تا ماتريس‌هاي وزن و باياس شبكه ها بهينه گردند و از محبوس شدن شبكه ها در نقاط بهينه محلي جلوگيري به عمل آيد. در نهايت شتاب نگاشت‌هاي سازگار با طيف ساختگاه توليد مي‌شود. در اين مقاله با ارائه مثال‌هايي از شتاب نگاشت هاي ثبت شده در ايران، به آزمايش الگوريتم پيشنهادي پرداخته شده و كارايي موثر آن نشان داده مي شود. استفاده تركيبي از شبكه عصبي مصنوعي، تبديل موجك، الگوريتم ژنتيك و تحليل سري‌هاي زماني موجب ارتقاء توانايي روش از نظر سرعت و دقت در توليد شتاب‌نگاشت مصنوعي سازگار با طيف براي شرايط ساختگاهي مختلف مي‌شود