vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2021-48-4-64-71vdgtu-999Research ArticleИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕCOMPUTER SCIENCE, COMPUTER ENGINEERING AND MANAGEMENTОпределение координат гипоцентра землетрясения при известной структуре земной корыDetermination of coordinates of the earthquake hypocenter with a known structure of the earth's crusthttps://orcid.org/0000-0002-5594-3554АслановТ. Г.AslanovT. G.

Асланов Тагирбек Гайдарбекович, кандидат технических наук, докторант, старший преподаватель кафедры управления и информатики в технических системах и вычислительной техники

367026, г. Махачкала, пр. И. Шамиля, 70

Tagirbek G.Aslanov, Cand. Sci. (Eng.), Doctoral Cand., Senior Lecturer, Department of Management and Informatics in Technical Systems and Computer Engineering 

367026, Makhachkala, I. Shamil Ave., 70

tabasik@gmail.comСидоркинаЮ. А.SidorkinaYu. A.

Сидоркина Юлия Анатольевна, доктор технических наук, доцент кафедры автономных информационных и управляющих систем

105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., д.5, стр.1

Yulia A. Sidorkina, Dr. Sci. (Eng.), Assoc. Prof., Department Autonomous Information and Control Systems 

5/1 Second Baumanskaya Str., Moscow 105005

sidyulia5969@yandex.ruДагестанский государственный технический университетРоссияDaghestan State Technical UniversityRussian FederationМосковский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)РоссияN.E. Bauman Moscow State Technical University (National research University)Russian Federation2021100220224846471Copyright © Асланов Т.Г., Сидоркина Ю.А., 20222022Асланов Т.Г., Сидоркина Ю.А.Aslanov T.G., Sidorkina Y.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/999

Цель. Целью исследования является разработка методов определения координат гипоцентра землетрясения при известной структуре земной коры. Метод. Для решения задачи применяется метод грубой силы (brute force), доверительный интервал, сравнительный метод и перебор возможных вариантов по сетке. Результат. Разработан метод определения координат очага землетрясения при известной структуре земной коры с использованием при расчетах в качестве геометрических мест точек различных фигур n-ого порядка. Вывод. Предложенный метод, при известной структуре земной коры, дает возможность использовать все известные методы, требующие для расчетов координат гипоцентра землетрясения, информацию о разностях времен пробега сейсмических волн на разнесенные в пространстве сейсмодатчики и разность времен пробега продольной и поперечной сейсмических волн к сейсмодатчику. Точность определения координат гипоцентра землетрясения зависит от качества определения структуры земной коры, на которой наблюдалось сейсмическое событие.

Objective. The aim of the study is to develop methods for determining the coordinates of the hypocenter of an earthquake with a known structure of the earth's crust. Method. To solve the problem, the brute force method, the confidence interval, the comparative method and the enumeration of possible options on the grid are used. Result. A method has been developed for determining the coordinates of an earthquake source with a known structure of the earth's crust using points of various figures of the n-th order as geometric locations in calculations. Conclusion. The proposed method, with the known structure of the earth's crust, makes it possible to use all known methods that require information on the travel time differences of seismic waves to spaced seismic sensors and the difference in travel times of longitudinal and transverse seismic waves to the seismic sensor for calculating the coordinates of the earthquake hypocenter. The accuracy of determining the coordinates of the earthquake hypocenter depends on the quality of determining the structure of the earth's crust on which the seismic event was observed.

сейсмологиясейсмодатчиксейсмическая волнаскоростьокружностьсферагиперболоидэллипсоидовал Кассиниструктура землиseismologyseismic sensorseismic wavevelocitycirclespherehyperboloidellipsoidCassini ovalearth structureReferencesШахриманьян М.Л., Нигметов Г.М., Сосунов И.В. Математическое моделирование как способ поддержки принятия решений в случае возникновения чрезвычайных ситуаций // Каталог «Пожарная безопасность». 2003. С. 240-241Shakhrimanyan M.L., Nigmetov G.M., Sosunov I.V. Mathematical modeling as a way to support decision-making in case of emergencies. [Katalog «Pozharnaya bezopasnost] Catalog "Fire safety". 2003; 240-241 (In Russ)D'Amico S. (ed.) Earthquake Research and Analysis - Statistical Studies, Observations and Planning/ S. D'Amico – InTech. Janeza Trdine, 2012. 460 p.D'Amico S. (ed.) Earthquake Research and Analysis - Statistical Studies, Observations and Planning / S. D'Amico - InTech. Janeza Trdine. 2012; 460.Robert Garotta. Поперечные волны: от регистрации до интерпретации. Краткий курс лекций для высших учебных заведений, 2000 г. Серия №3.Robert Garotta. Shear waves: from registration to interpretation. Short course of lectures for higher educational institutions. 2000 Series No. 3Schuster G.T. Basics of Seismic Wave Theory / G.T. Schuster – University of Utah, 2007. 154 p.Schuster G.T. Basics of Seismic Wave Theory. University of Utah, 2007; 154 .Kasahara K. Earthquake mechanics / K. Kasahara – Cambridge University Press, 1981. 272 p.Kasahara K. Earthquake mechanics / K. Kasahara - Cambridge University Press, 1981; 272.Kennett B. Seismic Wave Propagation in Stratified Media / B. Kennett – Australian National University Press, 2009. 298 p.Kennett B. Seismic Wave Propagation in Stratified Media. Australian National University Press. 2009; 298.Яновская Т.Б. Основы сейсмологии: учебное пособие /Т.Б. Яновская – Санкт-Петербург, 2008. 222 сYanovskaya T.B. Fundamentals of seismology: textbook . St. Petersburg. 2008; 222 (In Russ)D'Amico S. (Ed.) Engineering Seismology, Geotechnical and Structural Earthquake Engineering. InTech; 2013. 300 p.D'Amico S. (Ed.) Engineering Seismology, Geotechnical and Structural Earthquake Engineering. InTech; 2013; 300 .Асланов Т.Г., Давудова Д.Д., Мирзаханова Л.С. Определение координат гипоцентра землетрясения при использовании комбинированного метода сфер и гиперболоида // Свид. о гос. рег. прогр. ЭВМ № 2017616673 Рос. Федерация / заявитель и правообладатель ВГУЮ (РПА Минюста России). № 2017611151; заявл. 13.02.17; опубл. 09.06.17.Aslanov T.G., Davudova D.D., Mirzakhanova L.S. Determination of the coordinates of the earthquake hypocenter using the combined method of spheres and hyperboloid . Svid. about the state. reg. prog. Computer No. 2017616673 Ros. Federation / applicant and copyright holder VSUY (RPA of the Ministry of Justice of Russia). No. 2017611151; declared 02/13/17; publ. 09.06.17. (In Russ)Асланов Т.Г., Определение координат гипоцентра землетрясения при использовании комбинированного метода сферы, гиперболоида и эллипсоида // Свид. о гос. рег. прогр. ЭВМ № 2017660545 Рос. Федерация / заявитель и правообладатель ВГУЮ (РПА Минюста России). № 2017615709; заявл. 13.06.17; опубл. 22.09.17.Aslanov T.G., Determination of the coordinates of the earthquake hypocenter using the combined method of the sphere, hyperboloid and ellipsoid. Svid. about the state. reg. prog. Computer No. 2017660545 Ros. Federation / applicant and copyright holder VSUY (RPA of the Ministry of Justice of Russia). No. 2017615709; declared 06/13/17; publ. 09/22/17. (In Russ)Шахтарин Б.И., Асланов Т.Г., Тетакаев У.Р. Определение координат очага землетрясения с использованием фигур четвертого и второго порядка – овала Кассини и гиперболы. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2019;46(4):134-142. https://doi.org/10.21822/2073-6185-2019-46-4-134-142Shakhtarin B.I., Aslanov T.G., Tetakaev U.R. Determination of the coordinates of the earthquake source using figures of the fourth and second order - the Cassini oval and hyperbola. [Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Tekhnicheskiye nauki] Herald of the Dagestan State Technical University. Technical Science. 2019; 46 (4): 134-142. https://doi.org/10.21822/2073-6185-2019-46-4-134-142(In Russ)Асланов Т.Г. Определение координат очага землетрясения с использованием комбинированного метода. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2017;44(2):118-125. https://doi.org/10.21822/2073-6185-2017-44-2-118-125Aslanov T.G. Determination of the coordinates of the earthquake source using the combined method. [Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Tekhnicheskiye nauki ] Herald of the Dagestan State Technical University. Technical Science. 2017; 44 (2): 118-125. https://doi.org/10.21822/2073-6185-2017-44-2-118-125 (In Russ)Асланов Т.Г., Шахтарин Б.И., Асланов Г.К. Определение координат очага землетрясения с использованием фигур второго порядка - эллипса и гиперболы // Автоматизация. Современные технологии. 2018; №11 (72). С. 503-509Aslanov T.G., Shakhtarin B.I., Aslanov G.K. Determination of the coordinates of the earthquake source using figures of the second order - ellipse and hyperbola. [Avtomatizatsiya. Sovremennyye tekhnologii] Automation. Modern technologies. 2018; 11 (72): 503-509 (In Russ)Асланов Т.Г. Разработка алгоритма определения координат очага землетрясения, с одновременным определением скоростей сейсмических волн // Научные труды молодых исследователей программы «Шаг в будущее». Том 8. «Профессионал». Москва. 2005. С. 32-34Aslanov T.G. Development of an algorithm for determining the coordinates of the earthquake source, with the simultaneous determination of the velocities of seismic waves. Scientific works of young researchers of the "Step into the future" program. Volume 8. "Professional". Moscow. 2005; 32-34 (In Russ)Асланов Т.Г., Асланов Г.К., Кудаев Д.А. Определение скоростей сейсмических волн по произошедшему землетрясению // XXXVI итоговая научно-техническая конференция ДГТУ: тезисы докладов. Махачкала, РИО ДГТУ, 2005. С. 72-73Aslanov T.G., Aslanov G.K., Kudaev D.A. Determination of the velocities of seismic waves from the occurred earthquake // XXXVI final scientific and technical conference of DSTU: abstracts. Makhachkala, RIO DSTU, 2005; 72-73 (In Russ)Асланов Г.К., Даниялов М.Г., Асланов Т.Г., Магомедов Х.Д. Об одном методе определения очага землетрясения с одновременным определением скоростей сейсмических волн // Труды Института геологии ДНЦ РАН. 2010. № 56. C. 54- 59.Aslanov G.K., Daniyalov M.G., Aslanov T.G., Magomedov Kh. D. On one method for determining the source of an earthquake with simultaneous determination of the velocities of seismic waves. [Trudy Instituta geologii DNTS RAN] Proceedings of the Institute of Geology, Dagestan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2010; 56: 54-59. (In Russ)Асланов Т.Г., Тагиров Х.Ю., Магомедов Г.Б. Определение координат очага землетрясения с одновременным определением скоростей сейсмических волн с использованием данных четырех и более сейсмодатчиков // Свид. о гос. рег. прогр. ЭВМ № 2016662097 Рос. Федерация / заявитель и правообладатель ВГУЮ (РПА Минюста сии). - № 2016619293; заявл. 02.09.16; опубл. 31.10.16.Aslanov T.G., Tagirov H.Yu., Magomedov G.B. Determination of coordinates of an earthquake source with simultaneous determination of seismic wave velocities using data from four or more seismic sensors. Svid. about the state. reg. prog. Computer No. 2016662097 Ros. Federation / applicant and copyright holder VSUYu (RPA of the Ministry of Justice of Russia). No. 2016619293; declared 09/02/16; publ. 10/31/16. (In Russ)Айвазян С.А. Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика. Основы моделирования и первичная обработка данных. М.: Финансы и статистика. 1983.Ayvazyan S.A. Enyukov I.S., Meshalkin L.D. Applied statistics. Basics of modeling and primary data processing. [Finansy i statistika] Finance and statistics. 1983. (In Russ)Ван дер Варден Б.Л. Математическая статистика. М.: ИЛ, 1960.Van der Waerden B.L. Math statistics. M .: IL, 1960. (In Russ)Аналитическая геометрия и линейная алгебра: учеб. пособие / А. E. Умнов. – 3-е изд., испр. и доп.. М. : МФТИ, 2011. 544 с. ISBN 978-5-7417-0378Analytical geometry and linear algebra: textbook. allowance / A. E. Umnov. 3rd ed., Rev. and add. M.: MFTI, 2011; 544. ISBN 978-5-7417-0378 (In Russ)Асланов Т.Г., Асланов Г.К., Тагиров Х.Ю. Определение структуры земли по сейсмограммам произошедших землетрясений // Информационные технологии в экономике и управлении: материалы Всероссийской научно-практической конференции, 19 20 ноября 2014 г. Махачкала: ДГТУ, 2014. С. 242-246Aslanov T.G., Aslanov G.K., Tagirov H.Yu. Determination of the structure of the earth from seismograms of the occurred earthquakes. Information technologies in economics and management: materials of the All-Russian scientific and practical conference, November 19-20, 2014 - Makhachkala: DSTU. 2014; 242-246 (In Russ)Асланов Т.Г., Тагиров Х.Ю. Определение координат очага землетрясения с одновременным определением скоростей сейсмических волн // Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2015» / Отв. ред. А.И. Андреев, А.В. Андриянов, Е.А. Антипов. [Электронный ресурс] М.: МАКС Пресс, 2015. 1 электрон. опт. диск (DVD-ROM). ISBN 978-5-317-04946-1Aslanov T.G., Tagirov H.Yu. Determination of the coordinates of the earthquake focal point with the simultaneous determination of the velocities of seismic waves . Materials of the International Youth Scientific Forum "LOMONOSOV-2015" / Otv. ed. A.I. Andreev, A.V. Andriyanov, E.A. Antipov. [Electronic resource] M .: MAKS Press, 2015; 1 electron. wholesale disc (DVD-ROM). ISBN 978-5-317-04946-1 (In Russ)Асланов Т.Г., Алимерденов В.Ш. Определение структуры земли по статистическим данным времен прихода сейсмических волн произошедших землетрясений // Старт в будущее – 2013. Труды III научно-технической конференции молодых ученных и специалистов. Санкт-ПетербургAslanov T.G., Alimerdenov V.Sh. Determination of the structure of the earth according to the statistical data of the times of arrival of seismic waves of the occurred earthquakes. Start to the future - 2013. Proceedings of the III scientific and technical conference of young scientists and specialists. Saint Petersburg (In Russ)Асланов Т.Г., Тагиров Х.Ю. О некоторых вопросах выбора сейсмодатчиков с целью уменьшения ошибок при определении гипоцентра землетрясения с использованием различных методов//Материалы научно-практической конференции. ООО «Центр анализа сейсмических данных МГУ имени М.В. Ломоносова». 2017. С. 256-259.Aslanov T.G., Tagirov Kh.Yu. On some issues of choosing seismic sensors in order to reduce errors in determining the hypocenter of an earthquake using various methods. Proceedings of the scientific-practical conference. Center for Seismic Data Analysis of Moscow State University named after M.V. Lomonosov". 2017; 256-259. (In Russ)Асланов Т.Г., Асланов Г.К., Курбанмагомедов К.Д., Шахтарин Б.И. Зависимость ошибок в определении координат очага землетрясения от методов расчета (сфер и гипербооидов). Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. №4 (44), 2017. Махачкала: ДГТУ, 2017. С. 87-98Aslanov T.G., Aslanov G.K., Kurbanmagomedov K.D., Shakhtarin B.I. Dependence of errors in determining the coordinates of the earthquake source on calculation methods (spheres and hyperbooids). [Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Tekhnicheskiye nauki] Herald of the Dagestan State Technical University. Technical Science. No. 4 (44), 2017. Makhachkala: DSTU. 2017; 87-98 (In Russ)Асланов Т.Г., Мусаева У.А. Анализ плотности распределения ошибок в определении координат очага землетрясения по методам сфер и эллипсоидов. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2019;46(2):61-70. https://doi.org/10.21822/2073-6185-2019-46-2-61-70Aslanov T.G., Musaeva U.A. Analysis of the error distribution density in determining the coordinates of the earthquake source using the methods of spheres and ellipsoids. [Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Tekhnicheskiye nauki] Herald of the Dagestan State Technical University. Technical Science. 2019; 46(2):61-70. https://doi.org/10.21822/2073-6185-2019-46-2-61-70 (In Russ)Асланов Т.Г., Магомедов Х.Д., Мусаева У.А., Тагиров Х.Ю. Влияние пространственного расположения сейсмодатчиков на точность определения гипоцентра землетрясения // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. №4 (43), 2016. Махачкала: ДГТУ, 2016. С. 73-84T. G. Aslanov, Kh. D. Magomedov, U. A. Musaeva, and Kh. Yu. Influence of the spatial arrangement of seismic sensors on the accuracy of determining the earthquake hypocenter. [Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Tekhnicheskiye nauki] Herald of the Dagestan State Technical University. Technical Science. 2016; 4 (43), Makhachkala: DSTU. 2016; 73-84 (In Russ)Асланов Т.Г., Тагиров Х.Ю. Влияние пространственного расположения сейсмодатчиков на точность определения гипоцентра землетрясения с использованием различных (комбинированных) методов / Материалы Международного молодежного научного форума "ЛОМОНОСОВ-2017" / Отв. ред. И.А. Алешковский, А.В. Андриянов, Е.А. Антипов. [Электронный ресурс] М.: МАКС Пресс, 2017 — 1 электрон. опт. диск (DVD-ROM). ISBN 978-5-317-05504-2Aslanov T.G., Tagirov Kh.Yu. Influence of the spatial arrangement of seismic sensors on the accuracy of determining the earthquake hypocenter using various (combined) methods. Materials of the International Youth Scientific Forum "LOMONOSOV-2017" / Ed. ed. I.A. Aleshkovsky, A.V. Andriyanov, E.A. Antipov. [Electronic resource] M.: MAKS Press, 2017 - 1 electron. opt. disc (DVD-ROM). ISBN 978-5-317-05504-2 (In Russ)Асланов Г.К., Асланов Т.Г. Тагиров Х.Ю. Исследование зависимости расположения сейсмодатчиков на точность определения гипоцентра землетрясения от различных методов расчета координат // Неделя науки – 2017: материалы XXXVIII итоговой научно-технической конференции ДГТУ, 17-22 апреля 2017 г., Махачкала / Под ред. д.т.н., проф. Т.А. Исмаилова. Махачкала, ДГТУ, 2017. С.35-39.Aslanov G.K., Aslanov T.G. Tagirov Kh.Yu. Study of the dependence of the location of seismic sensors on the accuracy of determining the earthquake hypocenter on various methods for calculating coordinates. Science Week - 2017: materials of the XXXVIII final scientific and technical conference of the DSTU, April 17-22, 2017, Makhachkala / Ed. d.t.s., prof. T.A. Ismailov. Makhachkala. DSTU. 2017; 35-39. (In Russ)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.