(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111574324.2 (22)申请日 2021.12.21 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114329702 A (43)申请公布日 2022.04.12 (73)专利权人 中国地震局工程力学研究所 地址 150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学 府路29号 (72)发明人 胡进军　谭景阳　石昊　谢礼立　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市阳光惠远知识产权 代理有限公司 2321 1 专利代理师 刘景祥 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/08(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (56)对比文件 CN 113240307 A,2021.08.10WO 20151434 46 A1,2015.09.24 CN 112182481 A,2021.01.0 5 CN 110580390 A,2019.12.17 US 20201 16883 A1,2020.04.16 CN 112632840 A,2021.04.09 CN 112016162 A,2020.12.01 CN 110276101 A,2019.09.24 谭景阳.海域地震动衰减特性及其强度指标 研究. 《海域 地震动衰减特性及其强度指标研 究》 .2021, 谭景阳， 胡进军， 周旭彤， 杨泽西， 谢礼 立.考 虑不同分类的海底地震动特性及其 不确定性分 析. 《天津大 学学报(自然科 学与工程 技术版)》 .2020,第5 3卷(第12期), 胡进军.近断层地震动方向性效应及超剪切 破裂研究、 . 《近断层地震动方向性效应及超剪切 破裂研究》 .20 09, 刘巴黎， 胡 进军， 谢礼立.基于强度和延性的 残余位移比谱及其影响因素分析. 《地震工程与 工程振动》 .2021,第41卷(第4期), 审查员 王希 (54)发明名称 基于改进的差分进化算法标定设计反应谱 的高稳定性方法和设备 (57)摘要 本发明提出了基于改进的差分进化算法标 定设计反应谱的高稳定性方法和设备， 本发明主 要内容是将改进的高稳定性的变异算子应用到 标准差分进化算法中提高算法稳定性， 再将改进 的差分进化算法应用到设计 反应谱的标定中， 为 抗震设计谱提供标定方法。 本发 明通过应用改进 的差分进化算法， 精确地标定设计 反应谱的特征 参数， 从而实现精确地标定设计 反应谱的特征参 数， 为抗震设计 反应谱的标定提供更稳定和更精 确的标定方法。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114329702 B 2022.07.22 CN 114329702 B 1.基于改进的差分进化算法标定设计反应谱的高稳定性方法， 其特征在于， 所述方法 包括以下步骤： 步骤S1， 确定给定改进的差分进化 算法GLDE的初始参数； 步骤S2， 应用GLDE对选取的地震动反应谱按照变异、 交叉和选择的步骤进行求解， 获得 设计反应谱的特 征参数； 所述变异步骤具体为： 对种群中的个体进行随机排列， 每个个体用一个位置指数i表 示， 第i个个体的邻域即为xi‑k,…,xi,…， xi+k， k为正整数， 在变异操作中使用邻域的概念， 因而临时产生的后代x'off由两部分组成， 一是由邻域个体提供， 二是由全局个体提供， 因 此， 在执行变异操作时， 对于个体xi， 邻域贡献按下式计算： Li＝xi+α(xn‑best‑xi)+β(xp‑xq)， i ≠p≠q， 式中xn‑best为邻域内表现最好的个体， xp和xq是从邻域 中随机选取的2个个体， α和β 是2个常数； 全局贡献按下 式计算： Gi＝xi+α(xp‑best‑xi)+β(xr‑xs)， i≠r≠s， 式中xp‑best为全 局表现最好的个体； xr和xs是从全局中随机选取的2个个体， 然后通过权重系数将 2部分贡献 结合产生变异的子代， 如下式所示， x'off＝wGi+(1‑w)Li， 式中w是0到1的权重系数； 参数 设置 上， 取α ＝β， 对于权重系数w， 采用与xi相对应的权重系数wi自适应更新， 每一个候选解都有 其权重系数， 即xi＝<xi,1,xi,2,...,xi,j,...,xi,n,wi>， 初始化时每个权重系数范围都在0到 1， 每一次迭代时权重系数按下式自适应更新， wi＝wi+F(wbest‑wi)+F(wr‑ws)， 式中wbest是全 局表现最好的个体所对应的权重系数， F为比例因子， wr和ws是与xr和xs对应的权重系数， 且 在自适应的过程中将wi的范围严格限制在[0.05,0.95]的范围内， 超出界限则取临近的界 限值； 步骤S3， 根据求得的特 征参数给出设计反应谱与实际反应谱的比较结果。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于： 在步骤S1中， 确定地震动的反应谱值， 确定 GLDE的交叉因子， 比例因子和权 重系数的初始取值。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于： 在步骤S1初始化过程中， 产生NP个均匀随 机分布的初始解Xj,0， j＝1,2, …,NP， X0＝Xmin+rand(0,1) ×[Xmax‑Xmin]； 其中Xmin和Xmax由参 数的初始范围给定， rand(0,1)为0到1之间均匀分布的随机数； 特征参数解X0的具体表达形 式为： 其中， T0j,0， Tgj,0， Tdj,0， βmaxj,0， γj,0均为标定参数， j＝1,2, …,NP。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于： 所述交叉步骤具体为： 对于第t代种群， 变 异后的个体和原来的个体根据一定的概率进行交叉， 产生新的交叉向量U， 即 其中， 交叉因子CR取0.3； uij,t表示交叉向量U中第i行第j列元素， vij,t和xij,t为在不同 条件下交叉向量中元 素的取值； randij表示0‑1的随机数， randni表示1‑5的随机数。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114329702 B 25.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于： 所述选择步骤具体为： 交叉得到的第i行交叉向量Ui(t)和第i行特征参数解Xi(t)通过适应度函数F()进行选 择， 保留使F( )值更小的子代作为下一代进行差分进化， 即下一代特征参数解 种群由t进化到t+1代， 即t＝t+1； 设计反应谱标定时选 用如下标定形式： 适应度函数 F()如下式所示： 其中， T为周期， β(T)表示周期为T时的标定参数， T0,Tg,Td, βmax,γ均表示标定参数的简 写， β'(T)为实际的反应谱标定参数值， Tm取值为6。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于： 在步骤S2中， 判断种群进化代数t是否小于 规定进化代数Gmax， 如果t小于Gmax， 则重复变异、 交叉和选择步骤， 如果t大于等于Gmax， 则获 得基于改进差分进化 算法标定的特 征参数解X。 7.一种电子设备， 包括存储器和 处理器， 所述存储器存储有计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至 6中任一项所述方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114329702 B 3