• شماره ركورد
    34261
  • پديد آورنده

    سينا ابراهيمي ماكو

  • عنوان
    شبيه سازي پديده توالي لرزهاي با استفاده از روشهاي نوين يادگيري ماشين
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي عمران-گرايش زلزله
  • سال تحصيل
    1401
  • تاريخ دفاع
    1404/7/23
  • استاد راهنما
    دكتر غلامرضا قدرتي اميري-دكتر الهام رجبي
  • استاد مشاور
    دكتر مرتضي رييسي دهكردي
  • دانشكده
    مهندسي عمران
  • چكيده
    پديده‌ي توالي لرزه‌اي شامل وقوع پي¬درپي لرزه¬ها اعم از پيش¬لرزه-لرزه اصلي و لرزه اصلي-پس لرزه يكي از موضوعات چالش¬برانگيز در مهندسي زلزله است كه نقش تعيين‌كننده‌اي در تحليل خطر لرزه‌اي، طراحي و عملكرد سازه‌هاي مقاوم دارد. پيش‌بيني پاسخ لرزه‌اي سازه با لحاظ نمودن اثر وقوع لرزه¬هاي دوم با توجه به اهميت آن در طراحي لرزه‌اي و مديريت بحران، يكي از چالش‌هاي اساسي در ميان محققين محسوب مي‌شود. در اين پژوهش با هدف شبيه‌سازي توالي لرزه‌اي، چارچوبي مبتني بر يادگيري عميق ارائه گرديد كه بتواند بر اساس داده‌هاي لرزه نخست به پيش‌بيني طيف شتاب لرزه دوم و شاخص بيشينه شتاب مؤثر (EPA ) بپردازد. براي اين منظور، دو معماري هيبريدي شامل مدل Hybrid CNN–BiLSTM تركيبي از لايه‌هاي كانولوشني براي استخراج ويژگي‌هاي محلي و شبكه‌هاي بازگشتي دوطرفه (BiLSTM) به‌منظور يادگيري وابستگي‌هاي زماني و همچنين مدل Hybrid TCN كه در آن به جاي LSTM از شبكه‌هاي كانولوشني زماني با دايليشن افزايشي براي پوشش وابستگي‌هاي كوتاه‌مدت و بلندمدت استفاده گرديد، طراحي و پياده‌سازي شد. داده‌هاي مورد استفاده شامل 84 جفت زلزله¬هاي متوالي شامل لرزه نخست و لرزه دوم در قالب سه شاخه ورودي تاريخچه زماني خام شتاب، طيف شتاب (Sa) لرزه نخست و ويژگي‌هاي كمكي شامل گروه‌بندي زمان¬هاي تناوب و مشخصات اوج طيف به مدل‌ها داده شدند. خروجي مدل‌ها شامل طيف شتاب لرزه دوم و مقدار EPA بود. به منظور ارزيابي عملكرد از معيارهاي MAE ، RMSE و R² استفاده شد. نتايج نشان داد مدل CNN–BiLSTM با دقت بالاتر در پيش‌بيني طيف و مقدار EPA نسبت به مدل TCN عمل كرده و مقادير MAE و RMSE كمتري ارائه داده است. در مقابل، مدل TCN از نظر سرعت آموزش و سادگي ساختار برتري نسبي داشت. در مجموع، چارچوب پيشنهادي توانست عملكرد قابل‌قبولي در بازسازي طيف‌هاي لرزه دوم و پيش‌بيني EPA ارائه دهد و مي‌تواند به‌عنوان ابزاري نوين در تحليل خطر لرزه‌اي و بهبود طراحي لرزه‌اي مورد استفاده قرار گيرد.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/10/06
  • عنوان به انگليسي
    Simulation of the Seismic Sequence Phenomenon using Up-to-date Machine Learning Methods
  • تاريخ بهره برداري
    10/15/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    سينا ابراهيمي ماكو

  • چكيده به لاتين
    The phenomenon of seismic sequences, including foreshock–mainshock an‎d mainshock–aftershock events, is one of the challenging topics in earthquake engineering that plays a crucial role in seismic hazard analysis, as well as in the design an‎d performance of resilient structures. Predicting the seismic response of structures by considering the effects of secondary earthquakes is of fundamental importance in seismic design an‎d disaster management, an‎d remains a major challenge for researchers. In this study, a deep learning–based framework was proposed to simulate seismic sequences, aiming to predict the response spectrum of the secondary earthquake an‎d the Effective Peak Acceleration (EPA) based on the mainshock data. To this end, two hybrid architectures were designed an‎d implemented: the Hybrid CNN–BiLSTM model, combining convolutional layers for local feature extraction with bidirectional LSTMs for capturing temporal dependencies, an‎d the Hybrid TCN model, in which temporal convolutional networks with increasing dilation were used instead of LSTMs to cover both short- an‎d long-term dependencies. The dataset consisted of 84 pairs of sequential earthquakes (mainshock–secondary), provided in three input branches: raw acceleration time history, mainshock response spectrum (Sa), an‎d auxiliary features including period-grouping an‎d peak spectrum characteristics. The outputs of the models included the secondary earthquake spectrum an‎d the EPA value. Model performance was eva‎luated using MAE, RMSE, an‎d R² metrics. The results demonstrated that the CNN–BiLSTM model achieved higher accuracy in predicting both the spectrum an‎d EPA, offering lower MAE an‎d RMSE values compared to the TCN model. In contrast, the TCN model showed relative advantages in training speed an‎d structural simplicity. Overall, the proposed framework provided satisfactory performance in reconstructing secondary earthquake spectra an‎d predicting EPA, an‎d it can serve as a novel tool for seismic hazard analysis an‎d improved seismic design.
  • كليدواژه هاي فارسي
    پديده توالي لرزه‌اي , مدل CNN–BiLSTM , طيف شتاب , بيشينه شتاب مؤثر , يادگيري عميق
  • كليدواژه هاي لاتين
    Seismic sequence phenomenon , CNN–BiLSTM model , TCN , response spectrum , Effective Peak Accleration , Deep Learning
  • Author
    Sina Ebrahimi makoo
  • SuperVisor
    Dr Ghodrati Amiri,Dr Elham Rajabi