人工地震动合成方法、装置、电子设备及存储介质
阅读说明：本技术 人工地震动合成方法、装置、电子设备及存储介质 (Artificial earthquake motion synthesis method and device, electronic equipment and storage medium ) 是由 黄杜若 金峰 杜三林 李林 梁婷 孙培贵 曹子龙 杨传根 封伯昊 林宁 于 2021-08-16 设计创作，主要内容包括：本公开提供了一种人工地震动合成方法、装置、电子设备及存储介质,本公开采用频域和时域联合调整的方法,通过匹配加速度反应谱和Arias能量累积曲线合成谱能双匹配的人工地震动；本公开采用迭代法来匹配目标地震动,每次迭代先后修正功率谱和加速度时程,以匹配加速度反应谱和Arias能量累积曲线,直到二者均与目标地震动匹配度较高时停止迭代,得到谱能双匹配的人工地震动,这种人工地震动与实测地震动的特性更加接近,能够为工程抗震设计提供更加丰富可靠的地震动数据。(The invention provides an artificial earthquake motion synthesis method, an artificial earthquake motion synthesis device, electronic equipment and a storage medium, wherein the artificial earthquake motion with double matching of spectrum energy is synthesized by matching an acceleration response spectrum and an Arias energy accumulation curve by adopting a frequency domain and time domain combined adjustment method; the method adopts an iteration method to match the target earthquake motion, successively corrects the power spectrum and the acceleration time range in each iteration to match the acceleration response spectrum and the Arias energy accumulation curve, and stops the iteration until the two are matched with the target earthquake motion at a higher degree to obtain the artificial earthquake motion with double matching of spectrum energy.)
技术领域
本发明属于地震波合成技术领域，特别涉及一种人工地震动合成方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
我国西南地区位于喜马拉雅火山地震带，地震活动强烈。该地区水能资源丰富，建设了大量的高坝水等水利工程。这些水利工程一旦在地震作用下失事，将对下游人民的生命财产安全造成巨大威胁，因此对这些工程结构进行抗震安全性分析极其重要。在对工程结构进行抗震设计和可靠度分析时，需要大量的强地震动。然而，现有的强震记录十分有限，并且由于场地条件的差异，满足工程抗震设计需要的强地震动更是少之又少。因此，通过人工方法来合成满足工程需要的地震动一直是地震工程的一个重要研究领域。
目前，工程应用中常用的人工地震动合成方法是通过频率不同、相位随机的三角级数进行叠加，再乘以一个强度包络线进行非平稳化。首先计算目标地震动的反应谱或选取标准反应谱作为目标反应谱，根据反应谱和功率谱之间的转换关系，通过迭代来使得人工地震动反应谱逼近目标反应谱。然而，这种方法生成的地震动虽然在频域上能够和目标地震动的反应谱相匹配，但由于没有控制能量，合成的地震动能量累积过程和目标地震动相差较远。而对于很多结构的地震响应，例如大坝的非线性地震响应、液化场地的地震响应，地震动的能量是一个至关重要的影响因素。因此，在人工合成地震动时，有必要考虑控制能量和目标地震动相匹配。
发明内容
本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本公开第一方面实施例提供了一种人工地震动合成方法，包括：
(1)计算目标地震动的Arias能量累积曲线，并根据所述Arias能量累积曲线拟合得到目标地震动的强度包络线；
(2)计算目标地震动的加速度反应谱，根据所述目标地震动的加速度反应谱估算目标地震动的功率谱，初始化人工地震动的功率谱为所述目标地震动的功率谱，并初始化人工地震动的功率谱修正因子；
(3)使用所述人工地震动的功率谱修正因子对所述人工地震动的功率谱进行修正；根据所述人工地震动的功率谱计算每个频率下的余弦波，将所有频率成分的余弦波进行叠加，并乘以所述目标地震动的强度包络线，从而得到人工地震动的加速度时程；
(4)计算人工地震动的Arias能量累积曲线，由所述人工地震动的Arias能量累积曲线和所述目标地震动的Arias能量累积曲线计算人工地震动的加速度时程修正因子，从而修正所述人工地震动的加速度时程，并计算修正后人工地震动的加速度反应谱；由所述目标地震动的加速度反应谱和所述人工地震动的加速度反应谱计算人工地震动的功率谱修正因子，用于下一次迭代修正人工地震动的功率谱；
(5)重复执行步骤(3)～(4)，直到人工地震动的加速度反应谱和Arias能量累积曲线均与目标地震动相匹配，得到谱能双匹配的人工地震动。
本公开第一方面实施例提供的人工地震动合成方法具有以下特点及有益效果：
本公开第一方面实施例提供的人工地震动合成方法，在频域中通过比对人工地震动和目标地震动的加速度反应谱来调整功率谱，使用调整后的功率谱生成加速度时程，然后通过比对人工地震动和目标地震动的Arias能量累积曲线来调整加速度时程。经过多次迭代，人工地震动的加速度反应谱和Arias能量累积曲线均与目标地震动相匹配。与现有技术相比，本公开在保证谱匹配的基础上，还能够有效地控制地震动的能量，使得能量累积过程和目标地震动相匹配。生成的谱能双匹配人工地震动，更能够反应真实地震动的特性，能够为工程抗震设计提供更加丰富可靠的地震动数据。
在一些实施例中，步骤(1)中，通过下式计算得到所述目标地震动的Arias能量累积曲线：
式中，Htarget(t)为目标地震动的Arias能量累积曲线，是关于时间t的函数；g为重力加速度；a(τ)为目标地震动在τ时刻的加速度值，τ∈[0，t]；
通过下式拟合得到目标地震动的强度包络线：
式中，q(t)为目标地震动的强度包络线；a1、a2和a3分别为目标地震动的强度包络线q(t)的第一系数、第二系数和第三系数；t5和t95分别为目标地震动的Arias能量为其总能量的5％和95％处对应的时间点；t′5和t′95分别为目标地震动的强度包络线q(t)的5％和95％强度处对应的时间点。
在一些实施例中，步骤(2)中，通过下式根据所述目标地震动的加速度反应谱估算目标地震动的功率谱：
式中，Δω为对目标地震动的圆频率进行离散处理采用的离散步长；ωi和ωn分别为第i和第n个圆频率，G0(ωi)和G0(ωn)分别为第i个圆频率ωi和第n个圆频率ωn对应的目标地震动的功率谱；Satarget(ωn)为第n个圆频率ωn对应的目标地震动的加速度反应谱；ζ为阻尼比；η为反应谱峰值因子，其计算公式为：
式中，n0是中间变量，δ是关于阻尼比ζ的常数。
在一些实施例中，步骤(3)中，通过下式对所述人工地震动的功率谱进行修正：
式中，Gk-1(ωn)和Gk(ωn)分别为第k-1和第k次迭代时圆频率ωn对应的人工地震动的功率谱，k≥2；为第k次迭代时圆频率ωn对应的人工地震动的功率谱修正因子；
通过下式合成所述人工地震动的加速度时程：
式中，ak1(t)为第k次迭代修正前的人工地震动加速度时程，φn为第n个圆频率ωn的余弦波的初始相位角。
在一些实施例中，步骤(4)中，通过下式计算人工地震动的加速度时程修正因子：
ΔHtarget((j-1)td-jtd)＝Htarget(jtd)-Htarget((j-1)td)
ΔHk((j-1)td-jtd)＝Hk(jtd)-Hk((j-1)td)
式中，td为对目标地震动和人工地震动的整个加速度时程tN进行离散化采用的时间段，均划分为段；Hk(jtd)和Hk((j-1)td)分别为第k次迭代修正计算中人工地震动第j个时间段和第(j-1)个时间段的Arias能量累积曲线，ΔHk((j-1)td-jtd)为第k次迭代修正计算中人工地震动第j个时间段的Arias能量增量；Htarget(jtd)和Htarget((j-1)td)分别为目标地震动第j个时间段和第(j-1)个时间段的Arias能量累积曲线，ΔHtarget((j-1)td-jtd)为目标地震动第j个时间段的Arias能量增量；为第k次迭代修正计算中人工地震动第j个时间段的加速度时程修正因子；
通过下式对所述人工地震动的加速度时程进行修正：
式中，ak2((j-1)td-jtd)为第k次迭代修正计算后的人工地震动加速度时程；
通过下式计算所述人工地震动的功率谱修正因子：
式中，为第k+1次迭代修正计算中圆频率ωn对应的人工地震动的功率谱修正因子，Sak(ωn)是第k次迭代修正计算中圆频率ωn对应的人工地震动的加速度反应谱。
在一些实施例中，步骤(4)中，若第k次迭代修正计算后的人工地震动的加速度时程ak2(t)中存在某时刻加速度幅值大于目标地震动的加速度峰值，则令该某时刻加速度幅值等于目标地震动的加速度峰值，且该某时刻加速度幅值的符号不变。
本公开第二方面实施例提供的一种人工地震动合成装置，包括：
第一计算模块，用于计算目标地震动的Arias能量累积曲线，并根据所述Arias能量累积曲线拟合得到目标地震动的强度包络线；
第二计算模块，用于计算目标地震动的加速度反应谱，根据目标地震动的加速度反应谱估算目标地震动的功率谱，初始化人工地震动的功率谱为目标地震动的功率谱，并初始化人工地震动的功率谱修正因子；和
第三计算模块，用于执行多次迭代修正计算，直至人工地震动的加速度反应谱和Arias能量累积曲线分别与目标地震动的加速度反应谱和Arias能量累积曲线相匹配；每次迭代修正包括：使用人工地震动的功率谱修正因子对人工地震动的功率谱进行修正，根据所述人工地震动的功率谱计算每个频率下的余弦波，将所有频率成分的余弦波进行叠加，并乘以目标地震动的强度包络线，得到迭代修正前的人工地震动的加速度时程，由人工地震动的Arias能量累积曲线和目标地震动的Arias能量累积曲线计算人工地震动的加速度时程修正因子，以此修正人工地震动的加速度时程，并计算修正后人工地震动的加速度反应谱；由目标地震动的加速度反应谱和人工地震动的加速度反应谱计算人工地震动的功率谱修正因子，用于下一次迭代修正人工地震动的功率谱。
本公开第三方面实施例提供的一种电子设备，包括：
至少一个处理器，以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被设置为用于执行根据本公开第一方面实施例提供的人工地震动合成方法。
本公开第四方面实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据本公开第一方面实施例提供的人工地震动合成方法。
附图说明
图1是本公开第一方面实施例提出的一种人工地震动合成方法的流程图。
图2a～2c分别是本公开第一方面实施例中使用的目标地震动的加速度时程及其强度包络线、加速度反应谱以及Arias能量累积曲线。
图3a～3d分别是本公开第一方面实施例中首次迭代设置的人工地震动的初始功率谱、人工地震动的加速度时程、人工地震动的加速度反应谱和目标地震动的对比图以及人工地震动的Arias能量累积曲线和目标地震动的对比图。
图4a～4d分别是本公开第一方面实施例中3次迭代后的人工地震动的初始功率谱、人工地震动的加速度时程、人工地震动的加速度反应谱和目标地震动的对比图以及人工地震动的Arias能量累积曲线和目标地震动的对比图。
图5是本公开第二方面实施例提供的人工地震动合成装置的结构框图。
图6为本公开第三方面实施例提供的人工地震动合成电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，并不用于限定本申请。
相反，本申请涵盖任何由权利要定义的在本申请精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本申请有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。
本公开第一方面实施例提供的人工地震动合成方法，其整体流程参见图1，包括以下步骤：
(1)计算目标地震动的Arias能量累积曲线，并根据所述Arias能量累积曲线拟合得到目标地震动的强度包络线；
(2)计算目标地震动的加速度反应谱，根据目标地震动的加速度反应谱估算目标地震动的功率谱，初始化人工地震动的功率谱为目标地震动的功率谱，并初始化人工地震动的功率谱修正因子；
(3)使用人工地震动的功率谱修正因子对人工地震动的功率谱进行修正；根据人工地震动的功率谱计算每个频率下的余弦波，将所有频率成分的余弦波进行叠加，并乘以目标地震动的强度包络线，从而得到人工地震动的加速度时程；其中，每个频率下的余弦波的幅值由相应频率下人工地震动的功率谱确定，余弦波的初始相位角随机生成；
(4)计算人工地震动的Arias能量累积曲线，由人工地震动的Arias能量累积曲线和目标地震动的Arias能量累积曲线计算人工地震动的加速度时程修正因子，从而修正人工地震动的加速度时程，并计算修正后人工地震动的加速度反应谱；由目标地震动的加速度反应谱和人工地震动的加速度反应谱计算人工地震动的功率谱修正因子，用于下一次迭代修正人工地震动的功率谱；
(5)重复执行步骤(3)～(4)进行迭代，直到人工地震动的加速度反应谱和Arias能量累积曲线均与目标地震动相匹配，得到谱能双匹配的人工地震动。
在一些实施例中，步骤(1)中，通过下式计算得到目标地震动的Arias能量累积曲线：
式中，Htarget(t)为目标地震动的Arias能量累积曲线，是关于时间t的函数；g为重力加速度；a(τ)为目标地震动在τ时刻的加速度值，τ∈[0，t]。
在一些实施例中，步骤(1)中，利用目标地震动的Arias能量累积曲线拟合得到目标地震动的强度包络线，具体计算公式如下：
式中，q(t)为目标地震动的强度包络线；a1、a2和a3分别为目标地震动的强度包络线q(t)的第一系数、第二系数和第三系数；t5和t95分别为目标地震动的Arias能量为其总能量的5％和95％处对应的时间点；t′5和t′95分别为目标地震动的强度包络线q(t)的5％和95％强度处对应的时间点。
在一些实施例中，步骤(2)中，根据目标地震动的加速度反应谱通过下式计算目标地震动的功率谱：
式中，Δω为对目标地震动的圆频率进行离散处理采用的离散步长；ωi和ωn分别为第i和第n个圆频率；G0(ωi)和G0(ωn)分别为第i个圆频率ωi和第n个圆频率ωn对应的目标地震动的功率谱；Satarget(ωn)为第n个圆频率ωn对应的目标地震动的加速度反应谱；ζ为阻尼比，一般取5％；η为反应谱峰值因子，其计算公式为：
式中，n0是中间变量，δ是关于阻尼比ζ的常数。
在一些实施例中，步骤(2)中，对每个频率成分，将人工地震动的功率谱修正因子初始化为1，即：
式中，为第n个圆频率ωn对应的初始的人工地震动的功率谱修正因子。
在一些实施例中，步骤(3)中，通过下式对人工地震动的功率谱进行修正：
式中，Gk-1(ωn)和Gk(ωn)分别为第k-1和第k次迭代时圆频率ωn对应的人工地震动的功率谱，k≥2；为第k次迭代时圆频率ωn对应的人工地震动的功率谱修正因子。
在一些实施例中，步骤(3)中，通过下式合成人工地震动的加速度时程：
式中，ak1(t)为第k次迭代修正前的人工地震动加速度时程，φn为第n个圆频率ωn的余弦波的初始相位角，通过随机生成获得。
在一些实施例中，步骤(4)中，采用目标地震动的Arias能量累积曲线计算方法，根据ak1(t)计算第k次迭代人工地震动的Arias能量累积曲线Hk(t)；对目标地震动和人工地震动的整个加速度时程利用时间段td进行离散化，取td(这里取2s)为一个时间段，将目标地震动和人工地震动的整个加速度时程均分别划分为段，其中tN为目标地震动或人工地震动的加速度时程总长，目标地震动与人工地震动的加速度时程总长相等，表示对x向下取整。对于每个时间段按下式分别计算目标地震动和第k次迭代人工地震动Arias能量增量：
ΔHtarget((j-1)td-jtd)＝Htarget(jtd)-Htarget((j-1)td)
ΔHk((j-1)td-jtd)＝Hk(jtd)-Hk((j-1)td) ⑦
式中，ΔHtarget((j-1)td-jtd)为目标地震动第j个时间段的Arias能量增量，Htarget(jtd)和Htarget((j-1)td)分别为目标地震动第j个时间段和第(j-1)个时间段的Arias能量累积曲线；ΔHk((j-1)td-jtd)为第k次迭代中人工地震动第j个时间段的Arias能量增量，Hk(jtd)和Hk((j-1)td)分别为第k次迭代修正计算中人工地震动第j个时间段和第(j-1)个时间段的Arias能量累积曲线。根据目标地震动和第k次迭代中人工地震动的Arias能量增量，计算第k次迭代的人工地震动的加速度时程修正因子
式中，为第k次迭代修正计算中人工地震动第j个时间段的加速度时程修正因子。
根据人工地震动的加速度时程修正因子，对第k次迭代修正前的人工地震动加速度时程ak1(t)进行修正，得到第k次迭代修正计算后的人工地震动加速度时程ak2((j-1)td-jtd)：
在一些实施例，若第k次迭代修正计算后的人工地震动的加速度时程ak2(t)中存在某时刻加速度幅值|aj|大于目标地震动的加速度峰值，则令|aj|等于目标地震动的加速度峰值，aj的符号不变，以保证人工地震动的加速度峰值不超过目标地震动加速度峰值。
在一些实施例中，步骤(4)中，根据第k次迭代修正后的人工地震动的加速度时程ak2(t)计算第k次迭代的人工地震动加速度反应谱，并通过下式计算下一次即第k+1次迭代的人工地震动的功率谱修正因子：
式中，为第k+1次迭代修正计算中第n个圆频率ωn对应的人工地震动的功率谱修正因子，Sak(ωn)是第k次迭代修正计算中第n个圆频率ωn对应的人工地震动的加速度反应谱。
以下为本公开方法的一个具体实施例：
本实施例方法以美国太平洋地震工程研究中心(Pacific EarthquakeEngineering Research Center,PEER)的NGA强震数据库中1994年北岭地震记录到的一条实测地震动作为目标地震动，生成加速度反应谱和Arias能量累积曲线双匹配的人工地震动。图2a为采用的目标地震动的加速度时程，图2b和图2c分别为采用的目标地震动的加速度反应谱和Arias能量累积曲线。具体实施步骤如下：
(1)根据式①计算目标地震动的Arias能量累积曲线，得到其5％和95％强度时间点分别为t5＝4.41s，t95＝14.60s，并根据式②求得目标地震动的强度包络线如图2a所示。
(2)根据目标地震动加速度时程求取目标地震动5％阻尼比的加速度反应谱，根据公式③和公式④利用目标地震动的加速度反应谱计算目标地震动的功率谱，如图3a，并初始化人工地震动的功率谱修正因子为1。
(3)修正人工地震动的功率谱，并根据修正后的人工地震动的功率谱生成人工地震动的加速度时程，具体包括以下步骤：
(3-1)根据人工地震动的功率谱修正因子，利用公式⑤对人工地震动的功率谱进行修正。
(3-2)对于每个频率分量，随机生成余弦波的初始相位角，利用公式⑥生成初始人工地震动加速度时程如图3b所示，该人工地震动的加速度反应谱和Arias能量累积曲线如图3c和图3d所示。可以看到，此时，人工地震动的加速度反应谱和Arias能量累积曲线均和目标地震动不匹配。
(4)修正人工地震动的加速度时程，并计算人工地震动的功率谱修正因子，具体包括以下步骤：
(4-1)根据公式⑦和公式⑧计算人工地震动的加速度时程修正因子，并利用公式⑨对人工地震动的加速度时程进行修正，以使其Arias能量累积曲线与目标地震动相匹配；对人工地震动的加速度时程中超出目标地震动的加速度峰值的加速度幅值，令其幅值等于目标地震动的加速度峰值，以保证人工地震动的加速度峰值不超过目标地震动的加速度峰值。
(4-2)计算修正后的人工地震动5％阻尼比的加速度反应谱，根据公式⑩计算人工地震动的功率谱修正因子，用于下一次迭代对人工地震动的功率谱进行修正。
(5)重复步骤(3)-(4)，本实施例经过3次迭代后，得到用于生成人工地震动加速度时程的功率谱如图4a，生成的人工地震动加速度时程如图4b，其加速度反应谱和Arias能量累积曲线与目标地震动对比如图4c和图4d。可以看到，此时，合成的人工地震动的加速度反应谱和Arias能量累积曲线几乎与目标地震动重合，匹配度非常高，说明本实施例合成的人工地震动和目标地震动在反应谱和能量上均相匹配，在谱特性和能量特性上同时逼近实测地震动，更适合用于工程抗震分析。
本公开第二方面实施例提出的人工地震动合成装置，其结构参见图5，包括：
第一计算模块，用于计算目标地震动的Arias能量累积曲线，并根据所述Arias能量累积曲线拟合得到目标地震动的强度包络线；
第二计算模块，用于计算目标地震动的加速度反应谱，根据目标地震动的加速度反应谱估算目标地震动的功率谱，初始化人工地震动的功率谱为目标地震动的功率谱，并初始化人工地震动的功率谱修正因子；第三计算模块，用于执行多次迭代修正计算，直至人工地震动的加速度反应谱和Arias能量累积曲线分别与目标地震动的加速度反应谱和Arias能量累积曲线相匹配；每次迭代修正包括：使用人工地震动的功率谱修正因子对人工地震动的功率谱进行修正，根据人工地震动的功率谱计算每个频率下的余弦波，将所有频率成分的余弦波进行叠加，并乘以目标地震动的强度包络线，得到迭代修正前的人工地震动的加速度时程，由人工地震动的Arias能量累积曲线和目标地震动的Arias能量累积曲线计算人工地震动的加速度时程修正因子，以此修正人工地震动的加速度时程，并计算修正后人工地震动的加速度反应谱；由目标地震动的加速度反应谱和人工地震动的加速度反应谱计算人工地震动的功率谱修正因子，用于下一次迭代修正人工地震动的功率谱。
为了实现上述实施例，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，用于执行上述实施例的人工地震动合成方法。
下面参考图5，其示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备900的结构示意图。其中，需要说明的是，该电子设备900中包括人工地震动合成系统，其中，本公开实施例中的电子设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机、服务器等等的固定终端。图5示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图6所示，电子设备900可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)901，其可以根据存储在只读存储器(ROM)902中的程序或者从存储装置908加载到随机访问存储器(RAM)903中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 903中，还存储有电子设备900操作所需的各种程序和数据。处理装置901、ROM 902以及RAM 903通过总线904彼此相连。输入/输出(I/O)接口905也连接至总线904。
通常，以下装置可以连接至I/O接口905：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风等的输入装置906；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置907；包括例如磁带、硬盘等的存储装置908；以及通信装置909。通信装置909可以允许电子设备900与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图5示出了具有各种装置的电子设备900，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图中所示方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置909从网络上被下载和安装，或者从存储装置908被安装，或者从ROM 902被安装。在该计算机程序被处理装置901执行时，执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。
需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：(1)计算目标地震动的Arias能量累积曲线，并根据目标地震动的Arias能量累积曲线拟合得到目标地震动的强度包络线；(2)计算目标地震动的加速度反应谱，根据目标地震动的加速度反应谱估算目标地震动的功率谱，初始化人工地震动的功率谱为目标地震动的功率谱，并初始化人工地震动的功率谱修正因子；(3)使用人工地震动的功率谱修正因子对人工地震动的功率谱进行修正；根据人工地震动的功率谱计算每个频率下的余弦波，将所有频率成分的余弦波进行叠加，并乘以目标地震动的强度包络线，从而得到人工地震动的加速度时程；其中，每个频率下的余弦波的幅值由相应频率下人工地震动的功率谱确定，余弦波的初始相位角随机生成；(4)计算人工地震动的Arias能量累积曲线，由人工地震动的Arias能量累积曲线和目标地震动的Arias能量累积曲线计算人工地震动的加速度时程修正因子，从而修正人工地震动的加速度时程，并计算修正后人工地震动的加速度反应谱；由目标地震动的加速度反应谱和人工地震动的加速度反应谱计算人工地震动的功率谱修正因子，用于下一次迭代修正人工地震动的功率谱；(5)重复执行步骤(3)-(4)进行迭代，直到人工地震动的加速度反应谱和Arias能量累积曲线均与目标地震动相匹配，得到谱能双匹配的人工地震动。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++、python，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤，可以通过程序来指令相关的硬件完成，所开发的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：海洋地震数据震源子波提取方法、装置和存储介质