Гибридная система мониторинга начала процесса подготовки сильных землетрясений

Рассматривается один из возможных вариантов решения проблемы мониторинга начала процесса подготовки землетрясения (ППЗ), основанный на совместном анализе сейсмоакустических и сейсмических сигналов. В целях проведения экспериментов для контроля начала ППЗ построена сеть станций, в которых для получения сейсмической и сейсмоакустической информации из глубинных пластов Земли в качестве канала связи использовались стволы законсервированных нефтяных скважин (1500...5000 м). Установлено, что при фильтрации сейсмических сигналов при применении традиционных технологий теряются информативные признаки, которые возникают в начале ППЗ. Также установлено, что по оценкам дисперсии помехи и взаимнокорреляционной функции между полезным сейсмоакустическим сигналом и ее помехой надежно регистрируется начало ППЗ. Показано, что в течение некоторого времени по тем же характеристикам сейсмических сигналов имеется возможность повторно регистрировать продолжение ППЗ. На основе указанных информативных признаков о начале ППЗ предложена гибридная интеллектуальная система, с помощью которой на основе комбинации сигналов, полученных от сейсмостанций, формируется информация, позволяющая выявить зоны очага ожидаемого землетрясения. Было установлено, что при фильтрации сейсмических сигналов в традиционных сейсмостанциях теряются информативные признаки, которые возникают в период начала ППЗ.

1. Aliev T. A. Noise control of the Beginning and Development Dynamics of Accidents, New York, Springer, 2019, 201 p., DOI: 10.1007/978-3-030-12512-7.

2. Aliev T. A. Intelligent seismic-acoustic system for identifying the area of the focus of an expected earthquake, Taher Zouaghi (ed) Earthquakes: Tectonics, Hazard and Risk Mitigation, Intech, London, 2017, pp. 293—315, DOI: 10.5772/65403.

3. Aliev T. A., Abbasov A. M., Alizadeh A. A., Etirmishli G. D., Guluyev G. A., Pashayev F. G. Intellectual Monitoring of Abnormal Seismic Process at the Gum Island of Caspian Sea with Use Robast Strays’es Technology, Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie, 2011, no. 5, pp. 22—28 (in Russian).

4. Pashayev A. M., Alizada A. A., Aliev T. A., Abbasov A. M., Guluyev G. A., Pashayev F. G., Sattarova U. E. Intelligent Seismic-Acoustic System for Identifying the Location of the Focus of an Expected Earthquake, Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2015, vol. 16, no. 3, pp. 147—158 (In Russian), DOI: 10.17587/mau/16.147-158.

5. Aliev T. A., Rzaeva N. E. Techniques for Determining Robust Estimates of Correlation Functions for Random Noisy Signals, Measurement Techniques, 2017, vol. 60, pp. 343—349.

6. Aliev T. A., Abbasov A. M., Guluyev G. A., Pashayev F. G., Sattarova U. E. The development of the system for identification of seismic stability and monitoring of origin of anomalous seismic processes, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2015, vol. 5, no. 4 (77), pp. 19—38.

7. Aliev T. A., Guluyev G. A., Pashayev F. H. et al. Intelligent seismic-acoustic system for identifying the location of the areas of an expected earthquake. Journal of Geoscience and Environment Protection, 2016, vol. 4, no. 4, pp. 147—162, DOI: 10.4236/gep.2016.44018.

8. Aliev T. A., Abbasov A. M., Guluyev G. A. et al. System of robust noise monitoring of anomalous seismic processes, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2013, no. 53, pp. 11—25, DOI: 10.1016/j.soildyn.2012.12.013.

9. Aliev T. A., Abbasov A. M., Mamedova G. G. et al. Technologies for noise monitoring of abnormal seismic processes, Seismic Instruments, 2013, vol. 49, no. 1, pp. 64—80, DOI: 10.3103/S0747923913010015.

10. Aliev T. A., Abbasov A. M. Digital technology and a system of interference monitoring of the technical state of physical structures and warnings of anomalous seismic processes, Automatic Control and Computer Sciences, 2005, vol. 39, no. 6, pp. 1—7.

11. Yetirmishli G. J., Kazimova S. E., Ismayilova S. S., Kerimova R. D. Modernization of the seismological observation system in the territory of Azerbaijan, Russian Journal of Seismology, 2022, vol. 4, no. 3, pp. 25—35, DOI: 10.35540/2686-7907.2022.3.02 (in Russian).

12. Aliev T. A., Musaeva N. F., Suleymanova M. T. Algorithms for Determining the Probability of Risks of Accidents in Tunnels Based on the Characteristics of the Noise of Noisy Signals. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2021, vol. 22, no. 7), pp. 357—364 (in Russian), DOI: 10.17587/mau.22.357-364

13. Wang Y., Lu J., Shi Y. et al. PS-wave Q estimation based on the P-wave Q values, Journal of Geophysics and Engineering, 2009, vol. 6, no. 4, pp. 386—389, DOI: 10.1088/1742-2132/6/4/006.

14. Vidakovic B., Lozoya C. B. On time-dependent wavelet denoising, IEEE Transaction on Signal Processing, 1998, vol. 46, no. 9, pp. 2549—2554, DOI: 10.1109/78.709544.

15. Zafarani H., Noorzad A., Ansari A. et al. Stochastic modeling of Iranian earthquakes and estimation of ground motion for future earthquakes in Greater Tehran, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2009, vol. 29, no. 4, pp. 722—741, DOI: 10.1016/j.soildyn.2008.08.002.

16. Sokolov V. Y., Loh C. H., Wen K. L. Evaluation of hard rock spectral models for the Taiwan region on the basis of the 1999 Chi-Chi earthquake data, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2003, vol. 23, no. 8, pp. 715—735, DOI: 10.1016/S0267-7261(03)00075-7.

17. Stankiewicz J., Bindi D., Oth A. et al. Designing efficient earthquake early warning systems: case study of Almaty, Journal of Seismology, 2013, vol. 17, no. 4, pp. 1125—1137, DOI: 10.1007/s10950-013-9381-4.

18. Rydelek P., Pujol J. Real-time seismic warning with a two-station subarray. Bulletin of the Seismological Society of America, 2004, vol. 94, no. 4, pp. 1546—1550, DOI: 10.1785/012003197.

19. Esref Y., Serhat T., Ali P. Analysis of ambient noise in Yalova, Turkey: discrimination between artificial and natural excitations, Journal of Seismology, 2013, vol. 17, no. 3, pp. 1021—1039, DOI: 10.1007/s10950-013-9370-7

20. Tomas F., Martin B. Detection capability of seismic network based on noise analysis and magnitude of completeness, Journal of Seismology, 2014, vol. 18, no. 1, pp. 1