PC-MEMS地震数据采集与预警信息传输系统研究

我国地震预警新的技术系统研发正处于起步阶段,根据PC-MEMS(使用MMES加速度计进行数据采集并在PC端配置具有数据解析、处理、传输等功能软件的系统设备)地震预警系统技术需求,结合C/S软件架构,以边缘计算为技术思路,将数据计算移到了客户端,只须将计算结果信息传给预警中心,减少了数据传输的信息量和预警中心的工作,大大提高了预警系统在大地震时的时效性和可靠性。使用C#编写完成了PC-MEMS地震数据采集预警信息传输软件,实现了PC-MEMS数据自动采集、数据处理、参数远程配置、自动触发及地震事件自动保存等核心功能以及频谱分析、地震回放、远程下载数据等附属功能,使得软件的应用得以扩展,最后展示了通过人工触发和接收到预警信息时软件的运行示例,检验了软件运行的准确性。统计了边缘计算方式与预警中心计算方式所使用的时间,表明了使用边缘计算方式在地震预警软件中的优越性。     

云南地震预警信息发布效能分析——以漾濞6.4级、双柏5.1级和盈江5.0级地震为例

地震预警信息发布是预警“一张网”的重要组成部分,解决了预警系统“最后一公里”的问题。在2021年5月21日漾濞6.4级地震、6月10日双柏5.1级地震和6月12日盈江5.0级地震中,云南地震预警信息发布系统对产出的预警信息进行了有效发布,地震预警终端有效响应。本文借助这三次地震对云南地震预警发布系统运行质量、预警终端响应结果以及预警响应效果进行详细分析。结果表明：云南地震预警信息发布系统满足时效性要求并具有良好的稳定性,预警终端接收到的预测烈度与实际结果基本一致,已经具备一定的地震预警信息发布能力。     

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。     

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。     

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.      

地震实时波形数据汇聚系统设计与实现

随着国家地震烈度速报与预警工程和地震信息化工程不断建设,地震台站数量激增,观测数据量呈指数型增长。为实现海量地震台站实时观测数据汇聚到国家中心,缩减数据汇集流程,本文开展了基于分布式技术（Hadoop技术框架）地震实时波形观测数据汇聚系统的研究,实现地震观测数据的云端采集,并以网络中断重连机制和实时流数据双链路接入机制保证数据的可靠传输,实现地震观测数据汇集的统一调度和高效管理。     

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     

《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     

中国地震预警技术测试平台建设与应用

为解决国内地震预警专业软硬件稳定性和可靠性不足、列装测试不充分的技术难题,尽可能降低地震预警系统运行的风险,建设了专业化的中国地震预警技术测试平台。该平台构建了软件和硬件两大测试系统,明确了测试方法、测试用例、测试流程和评价指标,具备在线功能测试、离线回溯测试、预警信息测试和信息安全测试等功能模块。通过系统性测试和综合评估测试结果,为地震预警专业软硬件完善和升级提供科学依据,筑牢地震预警系统的安全防线。     

面向地震预警的强震动数据处理技术研究

地震事件有突发性、概率低、预测难、破坏大等特点。随着强震动台网的密度和实时传输能力的提高,以强震动观测为基础的地震预警成为重要的防震减灾手段,近年来,在全球发展迅速。本文开展了地震预警系统中的强震动数据处理技术研究,主要完成的研究工作有:(1)利用强震仪自噪声识别方法给出仪器自噪声指标,与在安静基岩上直接记录的自噪声对比,结果表明,在普通环境下用该方法可以得到可靠的强震仪自噪声,可用于判别仪器是否适合预警监测。基线偏置对地震预警系统有严重影响,可以通过基线平移消除。对基线平移后的测试数据分析,发现地表倾斜和迟滞损失是引起基线漂移的重要原因。(2)针对环境噪声易造成系统误触发的情况,研究了用于地震预警系统的单台站抗干扰误触发算法。提取强震动记录和干扰记录触发事件后3s内数据的多个特征值,用于建立地震与干扰两类数据的判别准则。提出使用决策树判别干扰事件的方法,即利用强震动记录和干扰记录的特征值对决策树进行训练,训练后的决策树可以较好地区分地震事件和干扰事件。针对高速铁路地震监测预警系统中的每个台站都配置了两个传感器的情况,提出了利用单台站内两测点相关性进一步剔除干扰方法。将本文方法布设到了高速铁路沿线长期运行,其误报率为0%,同时对地震事件很灵敏。(3)针对一个台站只有一个传感器的情况,对比IIR低通滤波法和小波分析法在本文中的降噪效果;针对高速铁路地震监测预警系统中观测数据的降噪问题,提出利用高速铁路强震观测台站的双传感器配置和独立成分分析法,消除高速铁路行车振动噪声,比滤波法的效果更好。(4)研究地震预警中的地震定位和震级估算方法。综合利用方位角、震相到时、断层位置和地震活动信息,提出合成权重地震定位方法。结果表明,此综合方法提高了地震预警系统的时效性和准确性,但是,计算量大,由此提出,利用多目标寻优方法提高地震定位计算效率。对比3种典型的多目标寻优算法,确定了DEMO算法在本文中具有最快的速度和准确性。采用较多参数的人工神经网络降低震级估计误差,并且使用了大量的KiK-net井下强震动记录统计估计误差,结果表明,误差较小且在已知震中距的情况下,震级估计误差更小,能满足地震预警的需求。(5)针对地震预警自身特点和实际应用条件,给出了预警系统的构架、系统开发流程和关键技术以及系统测试方法等。介绍了本文研究成果和实现技术在我国高速铁路地震监测预警试验系统建设中的应用。     

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。     

地震预警系统研究及应用进展

地震预警系统是一种能够有效减轻地震灾害的新手段.世界上多个国家和地区,如日本、墨西哥、美国、意大利、台湾地区等都已经研发了多个针对特定设施、单个城市甚至更大区域的地震预警系统,有的地震预警系统已经正式面向全体公众发布地震预警信息,有的还正在线测试运行.作者主要介绍了地震预警系统的一些基本概念,地震预警系统需要解决的两个关键问题,以及地震预警系统在全球范围内的研究、建设进展及相关应用情况等.通过这些总结归纳为我国地震预警系统的建设提供一定参考.     

内蒙古地震预警基准台网监控能力评估

国家地震烈度速报与预警工程项目已启动,内蒙古自治区地震局已完成预警基准台站勘选工作。利用近震计算公式,利用已选定台址与现有台站噪声水平,评估内蒙古自治区预警基准站建成后地震监控能力。结果表明,呼和浩特、包头、鄂尔多斯和乌兰察布市地区,地震监测能力在1.0级,而赤峰—通辽地区监测能力将达0.5级。     

高速铁路地震预警紧急信息服务系统设计与分析

我国高速铁路的快速发展,对铁路安全保障提出了更高的要求。高速铁路地震预警系统的建立是减轻和避免地震灾害的重要手段。介绍了地震预警的基本原理和各国在高铁预警方面的应用及实践,提出了高速铁路地震预警紧急信息发布系统的设计架构,从业务逻辑、信息发布流程、服务产品、通信网络等几个方面分别进行了阐述,为地震预警系统面向行业用户的紧急信息服务系统建设提供了参考和借鉴。     

内蒙古地震预警基准台网监控能力评估

国家地震烈度速报与预警工程项目已启动,内蒙古自治区地震局已完成预警基准台站勘选工作。利用近震计算公式,利用已选定台址与现有台站噪声水平,评估内蒙古自治区预警基准站建成后地震监控能力。结果表明,呼和浩特、包头、鄂尔多斯和乌兰察布市地区,地震监测能力在1.0级,而赤峰—通辽地区监测能力将达0.5级。     

天津简易烈度计地震预警试验区建设

通过建设80个简易烈度计观测点,与天津行政区内具备实时传输能力的测震台站和强震动台站共同组建了天津地震预警观测网络,初步实现了地震预警功能,提升了天津行政区的防震减灾能力,同时开展地震预警信息服务试验,为政府和社会提供地震预警信息。本文介绍了天津简易烈度计地震预警试验区的建设情况、台站分布情况、仪器性能指标、数据处理及数据记录情况,并探讨了简易烈度计在预警台网中的应用,获得了初步认识。     

四川宜宾6.0级地震对北斗地基增强基准站稳定性的短期影响

通过收集2019年6月17日宜宾长宁6.0级地震震源附近北斗地基增强系统基准站前后一个月的观测数据,研究探讨短时间内地震对北斗地基增强基准站坐标稳定性的影响。通过数据对比发现宜宾地震对基准站坐标影响与基准站和震源断裂带的相对方位有较大关联。震源周围基准站间基线的变化说明基准站稳定性在较短时间跨度内受到较为明显的地震影响,对北斗地基增强框架网整体稳定性具有一定的扰动,进一步论证了建立北斗地基增强框架网基准站稳定性监控系统的必要性。     

手机端地震预警研究进展与展望

传统地震预警方法通过在地震频发区域部署高密度地震监测台网,进而构建区域地震预警系统。但此方法所需投资较高,同时还需要政府和不同行业间的密切合作,使得大部分位于地震频发区域的国家和地区无力支撑地震预警系统的建设与运维。随着微机电系统技术的发展以及智能手机的普及,地震预警技术出现了新的研究方向,利用智能手机开展地震预警具有巨大的发展潜力。迄今为止,国内外已研发完成多款诸如MyShake、i-jishin之类的手机端APP地震预警软件。本文详细描述了利用手机端内嵌MEMS芯片开展地震预警的研究进展,较为系统地总结了在手机端进行地震预警时所涉及的处理流程以及相关算法。     

河北台网地震预警系统和测震数据对比分析

将河北省地震台网2015～2016年地震预警和测震数据从地震触发、地震速报和编目方面着手,在地震三要素及震源深度等方面进行对比研究,梳理三网(测震、强震、烈度)数据融合工作现状,体会地震预警系统数据作用和工作实效,发挥地震台网整体效能。     

2023年山东平原MS 5.5地震预警处理结果分析

2023年8月6日山东平原发生M_S 5.5地震,中国地震台网中心部署的超快速报与预警系统(JEEW)有效处理并产出预警信息。本次地震发生在山东预警区内,震后5.2 s发布首次预警处理结果,使用了5个台站数据,与正式速报结果相比,震中位置偏差3.5 km,震级偏差-0.5,盲区半径16 km。首报预警震级偏小,主要是因为震后短时间内有效波形数据较少;后续预警震级整体偏大,主要与华北平原沉积盆地存在放大效应、不同震级算法和触发站网数量有关。结果表明,JEEW预警系统在本次地震中产出效果较好,但其震级算法尚有待改进。