地震预警系统关键技术研究

正地震预警作为一种能够有效减轻地震灾害的新手段,已经受到了越来越多的重视,世界上多个国家和地区都已建立了各自的地震预警系统。其中,有的地震预警系统已经正式投入使用并取得了明显的减灾效果,有的还正在进行在线测试。本文即主要针对地震预警系统建设中的几个关键技术展开研究。重点对地震预警连续定位、地震震级连续测定、预警信息可靠度、预警信息发布方案等问题进行了研究,并以四川汶川地震、台湾集集地震及东日本大     

美国地震预警系统ShakeAlert测试与评估

美国地震预警系统ShakeAlert目前已向美国西海岸3个州的试验用户发送地震预警信息。地震预警算法在正式上线之前必须经过严格的实时原位测试和离线测试。实时原位测试主要针对被测试系统或模块的鲁棒性进行压力测试,以评估新的系统是否可以上线运行;离线测试选取一定数量的历史地震事件进行回放测试,并基于点源结果和地震动强度预测结果这两种方式对系统的算法进行测试评估。本文以Cochran等[1]这篇文章为蓝本,编译并概要介绍了美国地震预警系统ShakeAlert测试与评估的流程和算法等。      

地震预警在广西北流Ms5.2地震中的实践与应用

为实现广西区域地震预警需求,广西壮族自治区地震局在2016年部署了福建省地震局研发的地震预警系统。目前,地震预警系统运行正常,多次实现了针对广西地区的地震预警。针对2019年10月12日广西北流5.2级地震的预警事件,对预警系统各主要环节进行检验和效果评估。结果显示:在台网平均台间距25 km左右及波形数据延时约4 s的条件下,与正式报相比,地震预警系统首报发布时间距离首台触发用时10.2 s,其中等待触发时间3.1 s,震后12.0 s,震中距离偏差18.5 km,预警震级偏差0.3;终报震中距离偏差4.4 km,预警震级偏差0.2。结果表明,地震预警系统在广西北流5.2级地震预警事件处理上具备较好的时效性和准确性,具备了一定的预警能力。     

现代地震预警系统中的时间延迟效应分析

地震预警系统(EEW)中时间延迟制约着地震预警的时效性,缩短地震预警延迟时间能显著提高地震预报效能和应急反应能力。通过分析地震预警系统的延迟因素,分解从地震发生到预警信息发布过程的各个环节,计算出每个环节的时间延迟值,并对原地、异地和混合地震预警模式的地震预警水平、预警盲区半径进行对比,分析三种地震预警模式的时间延迟效应。结果显示,预警系统的时间延迟主要包含数据传输和数据处理两方面,实验室理论最少延迟时间为Δt=3.9s;主流预警系统平均延迟时间为Δt=14.3s;最先进的预警系统延迟只有Δt=8.7s。时间延迟同样影响着浅源地震(0~60km)的预警盲区半径,二者呈正相关性,当Δt=8.7s时,盲区半径最高达52.2km;当Δt=3.9s时,盲区半径最大只有23.4km。分析认为,有效缩短地震预警系统中的延迟时间,不仅能提高地震预警的时效性,同时能降低预警的盲区范围,对整个监测预报、预警和防灾减灾事业也有积极的推动作用。     

地震预警系统的效能评估和社会效益分析

本文从地震预警系统可减少的人员伤亡和可挽回的经济损失两个角度出发, 研究了地震预警系统的效能和社会效益. 通过对兰州市及周边地区潜在震源各个震级档的年平均发生概率进行计算, 并结合以兰州市为中心布设的80个强震预警台站信息, 计算了有效的预警时间及地震烈度. 基于生命易损性模型方法, 计算了地震预警系统可减少的人员伤亡系数; 采用基于宏观GDP的损失评估方法, 计算了地震预警系统可减少的经济损失, 分析了地震预警系统的社会效益. 计算结果表明: 减小地震预警盲区范围对提高地震预警系统的效能非常关键; 地震预警系统的建设和台网布局应重点考虑布设区域的人口密度、 经济情况及地震发生概率.      

关于地震预警政策的研究与探讨

界定了地震预警政策的内涵,提出了出台地震预警政策的目标、指导原则,和研究地震预警政策的思路方法,总结了日本在地震预警系统的研发建设和应用过程中的政策和做法,根据我国目前预警系统建设的现有条件、目前状况和国外地震预警实践,分析了预警系统建设和运用时可能面临的问题和产生问题的原因。为解决这些问题,初步构建了地震预警系统政策基本分类和框架,提出了在组织管理、法律法规和行业标准、科技创新、宣传普及、社会应用、信息管理和发布、配套的财政投入等7个方面的政策建议和看法,并指出了各类建议政策的出台时间路线图。为地震预警系统的政府主管部门在系统研发、建设、运行管理和社会推广应用时制定相应的配套政策提供参考。     

云南地震预警基准站双链路设计与应用

为了及时预警和减轻地震灾害的影响,建立地震预警系统至关重要。地震预警基准站是预警系统的基石和数据来源,基于VPDN、NQA等网络技术,设计了双链路热备的云南地震预警基准站链路传输模式,确保基准站数据稳定、快速地传输。通过实验验证,该系统具有较高的稳定性和可靠性,可以有效提高地震预警的准确性和时效性,并成功应用于云南区域预警基准站建设先行先试,为各省预警基准站通信链路建设提供参考。     

日本地震预警系统日趋完善

日本是全球第一个建立地震预警系统的国家,在3·11日本9.0特大地震时发挥了作用.本文介绍了日本预警系统在3·11地震时,东京地区公众在地震S波最大震动之前收到地震报警信息,得以避险.介绍了日本地震预警系统技术和在全国实施的概况,指出地震预警工程是一个复杂社会工程.日本从预警技术到能够为公众服务,采用的方式和体制,是值...     

利用持续监测滤波后的垂直位移更快速短距离地震预警：2010年台湾甲仙地震典型例子研究

收集了台湾强震观测计划（TSMIP）台站记录的2010年袭击台湾南部的甲仙地震（M6．4）的强震加速度图,用来对我们提出的短距离地震预警（EEW）方法进行离线测试。2010年的甲仙地震表明了人们对短距离地震预警的迫切需求。所测试的短距离地震预警方法是一种基于阈值的方法,依赖于滤波后的垂直位移的幅度。我们的结果显示,与台湾当前针对短距离警报的地震预警系统（EEWS）相比,所测试方法的地震预警提前时间有了显著提高。对于震中距约为25km的地方,地震预警的提前时间比强地震动加速度到达时间早了2～4s。我们认为,这种基于阈值的地震预警方法也许可用于目标地区和全球孕震区附近急需地震预警的对象。     

《地震预警系统》中文版出版

正近年来,随着经济的发展和社会的进步,人们的防震减灾意识逐渐增强,地震预警技术得到了越来越多的关注。日本、墨西哥、美国南加州地区、希腊和土耳其等国家和地区先后发展了地震预警系统。我国也已开始大力发展地震预警技术,目前正稳步推进地震预警系统的研制和建设。作为一项大有前途的防震减灾技术,地震预警技术在几个国家和地区的实践中,不乏成功案例。例如20世纪90年代以来,墨西哥的地震预警系统SAS在几次大地震中取得了实际的减     

内蒙古地震信息网络系统信息安全策略

以内蒙古自治区地震信息网络系统为例,分析该系统信息安全现状及风险,发现主要存在恶意入侵、病毒感染、用户信息安全意识薄弱、安全设备防护能力不足、地震行业内安全制度不健全等问题。为此提出加强信息安全体系建设、软硬件设备投入与信息技术有效融合等适合该区域地震信息网络系统的信息安全管理和防护策略,为国家地震烈度速报与预警工程项目建设提供参考依据。     

国家中心地震烈度速报与预警技术平台

震后快速获取发震信息和灾区受灾情况,对于降低生命和财产损失、震后灾害评估和救援决策至关重要。得益于国家地震烈度速报与预警工程的实施,中国地震台网中心建立了国家中心地震烈度速报与预警技术平台。通过该平台汇集并交换全国预警实时波形,分析、判断、加工实时波形数据,及时产出地震预警、烈度速报、地震基本参数和震源参数等信息产品,并将其推送到紧急信息服务系统,实现秒级地震预警、分钟级参数速报和烈度速报,在泸定 M_S6.8 等强震袭来时均成功发布预警信息,为防震减灾及应急救援等提供有力保障。本文详细介绍该平台的整体情况及其所包含的分系统功能,并讨论目前平台的技术特性和需要改进的问题。     

国家地震烈度速报与预警工程定制软件总体设计

国家地震烈度速报与预警工程现已建设世界上规模最大的、总数超过15000个台站的地震烈度速报与预警观测站网。定制软件是预警工程的核心内容之一,将实现我国地震观测领域数据处理系统的全面升级。本文结合定制软件项目建设目标、业务功能需求等情况,从设计思路、总体架构、分系统功能、部署方式、性能指标和关键技术指标等方面对定制软件总体设计进行介绍。定制软件的总体设计契合预警业务功能需求,使得预警工程具备高稳定性、低延时、高可靠度、高处理性能的数据处理、紧急地震信息服务、数据综合服务和技术支持与保障能力,使地震预警和烈度速报两大功能得到落实,使工程项目的防震减灾效能得到切实体现。     

Progress of the earthquake early warning system in Fujian, China

In this article, we systematically introduce the latest progress of the earthquake early warning (EEW) system in Fujian, China. We focus on the following key technologies and methods: continuous earthquake location and its error evaluation; magnitude estimation; reliability judgment of EEW system information; use of double-parameter principle in EEW system information release threshold; real-time estimation of seismic intensity and available time for target areas; seismic-monitoring network and data sharing platform; EEW system information release and receiving platform; software test platform; and test results statistical analysis. Based on strong ground motion data received in the mainshock of the Wenchuan earthquake, the EEW system developed by the above algorithm is simulated online, and the results show that the system can reduce earthquake hazards effectively. In addition, we analyzed four earthquake cases with magnitude greater than 5.5 processed by our EEW system since the online-testing that was started one year ago, and results indicate that our system can effectively reduce earthquake hazards and have high practical significance.     

自动地震速报软件测试平台的设计与实现

针对自动地震速报软件功能和性能需进行专门测试的需求,以及目前行业内相关测试方法或过程的不足,研制了一种自动地震速报软件测试平台。该平台能构建期望的震相数据,重构期望的地震波形数据,可分别对被测软件的自动震相识别和定位功能进行测试,并以期望的输出结果为依据,根据给出的评分标准对测试结果进行评估,为用户正确使用软件给出指导,为研制者完善软件给出参考。该平台对地震预警软件的测试也有借鉴意义。     

地震综合信息多渠道发布系统设计与实现

针对地震速报信息、地震预警信息发布渠道单一，无法与地震应急成员单位进行及时有效信息的共享问题，天津市地震局对接市突发公共事件预警信息发布系统、武警总队参谋部和中新生态城智慧城市管理中心，通过开发综合信息发布平台，以国际通用预警CAP协议数据包的形式向成员单位实时推送地震预警、速报信息，实现通过电视媒体、预警终端、短信平台发布地震实时信息的目的，同时各应急成员单位通过地震信息服务系统推送的信息快速生成各单位相应的应急处置方案，为地震应急救援工作提供依据。     

基于云计算的地震预警网络系统的设计与实现

传统基于数据融合的地震预警网络系统在对地震进行预警时,需要分析大量的地震数据,存在地震预警偏差高和动态监测性能差的弊端,因此本论述设计了基于云计算的地震预警网络系统,采用SaaS技术设计系统总体架构,通过核心是STM32F103RET6单片机的地震监测传感器模块,采集地震波信息。系统采用多地区地震数据并发过滤接收技术,对海量数据进行及时有效的接收和处理。系统实现过程中设计了系统的软件架构,基于Web页面的地震震波仿真显示模型,用浏览器中的High Chart JS软件模拟显示地震波形,给出了系统软件进行地震事件触发检测管理线程流程以及系统台站误触发判断实现流程。实验结果说明,所设计系统能够准确的对地震发生作出预警,动态监测性能强。     

国家地震烈度速报与预警工程融合决策平台建设

为满足国家地震烈度速报与预警工程(以下简称“国家预警工程”)紧急地震信息对外服务要求,针对国家预警工程建设多算法多中心融合决策的主要技术难题,结合地震监测学科的技术发展现状和学科管理需求,地震监测预警业务系统迫切需要一个用于地震预警、参数速报和烈度速报分系统产出一套全国统一结果的融合决策平台。在国家预警工程定制软件项目实施过程中,建设了国家地震烈度速报与预警工程融合决策平台,其作为国家预警工程数据处理系统与紧急地震信息服务系统之间的关键信息通道,负责汇集融合国、省两级多中心地震预警和速报分系统的多套处理算法的处理结果,进行多个处理结果的同一地震事件判断及其可靠性判定,基于多个策略的信息优选和融合决策处理,产出融合决策后唯一、可靠、及时和准确的预警和速报信息结果。该结果经紧急地震信息服务系统的发布平台对外发布,社会公众、政府机构和特定专业用户可以基于收到的地震预警和速报信息进行防灾避险或应急救援。     

可拓方法在地震信息系统安全评价中的应用研究

地震信息系统在地震监测预报预警、地震灾害风险防控、地震应急响应与处置等方面发挥着重要的作用,但地震行业尚未建立完整的信息系统安全评价体系,且相关研究开展较少。为了更好地识别安全风险,提高地震信息网络安全防护能力,作者利用可拓方法建立信息系统评价模型,通过程序自动进行指标权重和关联度的计算,输出系统评价等级。实例表明：可拓方法可为地震信息系统安全评价、网络安全等级保护等提供支撑,并具有应用价值。本研究为评价指标的进一步优化调整,以及自动评价软件的完善和应用提供重要的基础。     

地震预警信息快速发布系统研究

为了以最小的延时和最便捷的方式向公众提供最准确的地震预警信息,本文基于互联网技术,面向移动端及桌面端用户,提出了地震预警信息发布系统总体架构设计方案,对比分析了各类数据交换方式,推荐使用MQTT+JSON的数据格式作为服务端与客户端的交互方式,并利用LBS及GIS等关键技术实现了一体化地震预警信息发布系统。通过综合测试,验证了系统在实时性、可靠性等方面的优势。