地震预警的特殊性与弱点及对策讨论

分析了地震预警的特殊性、两个不可完全克服的弱点以及目前在地震瞬间选择适用地震动衰减关系的难点,并从台网建设与预警发布、预警强度阈值、避险方法和科普宣传等方面探讨了对策。     

镇江市地震预警系统效能分析

2015年镇江市建成地震预警系统,但自该系统建成后,镇江地区未发生过中强震,使用方对该系统的实际应用效果不明确。地震部门对预警终端的增补也缺少相应的依据。通过计算台点间距及预警盲区的相互关系,认为目前该系统的布点是合理的。根据地震动峰值加速度和地震烈度衰减关系,镇江地区不同地点布设的地震预警终端最多可在地震动到来前2.5—13.1s发出有效预警信号。地震预警系统对本地区Ms5.0级以上的地震有效,对Ms6.0级以上地震效果更好。     

关于地震预警的几个问题

地震预警是建立在高密度地震台网基础上的新技术,本文就地震预警的一些基本概念、关键技术、预警效果、预警部署及其在防震减灾方面的作用等进行了讨论,指出了地震预警存在的问题,以及需要研究的方向,并首次提出了预警能力、预警无效区、预警受益区、预警反应时间的概念.地震预警能力受预警系统的制约,实际地震预警能力除与台网密度、预警模式、自动处理系统、数据传输模式、发布系统等因素有关外,还与地震破裂性质有关.同时强调地震预警部署是复杂的社会工程,需要全社会的共同参与.     

中国地震预警延迟时间算法及其对预警盲区的影响研究

通过分析预警系统的预警步骤来探讨影响获得预警时间的因素,并与瑞士地震台网预警延迟各步骤进行对比,得出中国地震预警系统仪器延迟时间为7.6s。提出地震波到台站所需时间的算法,较震中假设在台站中间的传统算法更为准确,在此算法下采用双台法和四台法计算接收地震波所需时间,得到中国地震预警延迟时间。讨论双台法和四台法在不同震源深度和台站密度下对预警盲区大小的影响,在台间距小于20km时,2种方法预警盲区差异不大。通过理论计算得出,在台站到达一定密度时,预警系统仪器延迟时间缩短比台站加密对预警盲区的缩小更有效。     

用于地震预警的通用数据采集系统构建

地震预警作为一种能够有效减轻地震灾害的手段已经被越来越多的国家和地区研究, 并在实际应用中取得了显著的减灾实效。 但是, 这些地震预警系统中都是以秒为单位组织数据包进行传输的, 使得在使用P波前三秒数据进行τ_c-P_d计算时, 会出现一定的延迟, 尤其是当P波开始位置处于数据包的前半部分时, 延迟会超过0.5 s以上。 另外, 由于现有的地震数据采集系统在同一时刻只能输出一种采样率, 采集到的数据无法在同一时刻用于多种研究目的。 针对这两种情况, 研制了一种适用于地震预警的低延迟数据采集系统, 以100 ms的延迟进行实时数据的传输, 有效提升了预警时间, 最多可增加0.8 s。 同时, 在系统中增加了同步多采样率输出, 使得采集到的数据在同一时刻既可用于全球地震学研究(1 Hz), 又可用于常规地震台站观测(50/100/200 Hz), 提高地震计产出数据的利用率。     

An Introductory Overview of Earthquake Early Warning

Earthquake early warning (EEW) is discriminated from earthquake prediction by using initial seismic waves to predict the severity of ground motion and issue the warning information to potential affected area. The warning information is useful to mitigate the disaster and decrease the losses of life and economy. We reviewed the development history of EEW worldwide and summarized the methodologies using in different systems. Some new sensors came and are coming into EEW giving more developing potential to future implementation. The success of earthquake disaster mitigation relies on the cooperation of the whole society.     

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。     

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。     

两种地震预警定位方法的比较

In this paper, according to the Fujian Seismic Network earthquake catalog records, the Tnow method and the Four Stations Continuous Location method （hereinafter called FSCL） put forward by Jin Xing are inspected by using P-wave arrival information of the first four stations of each seismic event. Results show that for earthquakes within the network, both methods can obtain similar location results and location deviations are small for the majority of the events. For earthquakes outside the network, the location deviation may be amplified as the epicentral distance increases, owing to the seismic station distribution which spread toward the side of the epicenter and the small opening angle between seismic stations used for locating and epicenter. For the FSCL method, the impacts of the wave velocity on the location results may be significant for earthquakes outside the network. Thus, selecting a velocity model which is similar to the actual structure of the wave velocity will contribute to improving location results of earthquakes. The FSCL method can locate more seismic events than the Tnow method. It concludes that the Tnow method makes use of mistake information from some non-triggering stations in earthquake catalog, and some P-wave arrivals are not included in the earthquake catalog due to discontinuous records or unclear records of the seismic phase, which induces incorrect location.     

基于NB-IoT技术的地震预警信息发布终端设备研制

天津市地震局于2015年通过首都圈预警示范工程项目建设,完成地震预警信息服务网络建设,并选取6所学校安装地震预警信息发布装置,提供地震预警信息示范服务,但由于信息发布装置安装复杂且价格偏高,在一定程度上影响终端设备的普及,制约地震预警信息社会化服务进程。同时,已有终端设备如同黑箱,不利于二次开发应用,存在安全隐患,影响服务质量。因此,天津市地震局积极推进基于NB-IoT技术的地震预警信息发布终端设备研制,实现低成本、低功耗、低延时目标及地震预警信息社会化服务。     

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。     

地震预警系统模拟测试方法比较研究

地震预警系统作为一种减轻地震灾害的有效手段,其必须具有两个性能：可靠性和时效性.可靠性要求有低的误报率、漏报率;而时效性要求系统的计算时间短、反应速度快.系统的可靠性和时效性需要反复测试.在特定区域,地震是小概率事件,对于5级以上的破坏性地震更是极其罕见,因此只有通过模拟地震的方式才能对地震预警系统进行有效的测试.目前还没有文献系统地介绍地震预警系统的模拟测试方法.本文提出了振动台模拟、信号发生板卡模拟和软件模拟三种测试方法,并对每种方法的优缺点进行了对比研究.研究表明,软件模拟的优点最多,唯一的缺点是不能测试系统的抗震能力.通过分析,本文建议首先在振动台上做少量几次大幅度地震波输入测试;之后使用软件模拟测试方法,将所有收集到的地震波序列和干扰波形输入地震预警系统,对其进行功能测试,以得到全面且经济的测试效果.     

四川地震预警网外玛多7.4级地震预警分析研究

2021年5月22日2时4分青海省玛多县发生M7.4地震。四川地震预警台网成功地处理并产出了本次地震预警结果。本文针对四川地震预警系统产出的8次地震预警处理结果及预警减灾效能进行了分析。此次地震震中距四川地震预警网55km,首台触发后12.19s发布首次预警处理结果,前5次预警处理结果用时距离首台触发时间均小于35s。与正式地震目录对比,第1次预警处理结果震中位置偏差为17.1km,震级偏差为-1.8,盲区半径为121km。随着参与计算台站数量增多,震中位置偏差和震级偏差不断减小,盲区半径不断增大。由于地震破裂时间长和台站限幅等原因,8次预警震级均偏小。本次地震预警的有效获益区为震中距121～324km的环形区域,此区域内减灾效能显著。本次地震预警结果表明,四川地震预警系统在本次地震中预警产出效果较好,对于网外大地震预警有重要参考意义。     

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。     

地震预警仪观测地脉动差异与评估场地条件的可行性研究

根据台站场地条件进行地震动参数校正,有助于提高地震预警的有效性和准确性。针对我国地震预警台网中部分台址场地条件信息不完整及观测仪器的多样性,通过采用不同灵敏度的力平衡式加速度仪、速度仪和MEMS烈度仪,同时进行大量不同类别场地的地脉动观测,多角度对比分析时、频差别,探讨基于地震预警仪观测地脉动评价场地条件的可行性。结果表明,加速度仪灵敏度越高,H/V谱比卓越频率越易识别;速度仪与力平衡式加速度仪观测的地脉动,三分向傅氏谱和H/V谱比的谱形与卓越频率均一致;与TAG-33M强震仪相比,TMA-53烈度仪观测的地脉动整体幅值略高,波形较差,但随着振幅增大趋于一致;在近80%的场地上,TAG-33M强震仪与TMA-53烈度仪观测的地脉动傅氏谱卓越频率相差＜0.5 Hz;当幅值均方根值＞0.05 Gal时,TAG-33M强震仪与TMA-53烈度仪观测的地脉动竖向和水平向傅氏谱均趋于一致;当幅值均方根值为0.02 Gal～0.05 Gal时,TAG-33M强震仪与TMA-53烈度仪观测的地脉动竖向和水平向傅氏谱谱形均有较高的相似性;当幅值均方根值＜0.02 Gal时,TAG-33M强震仪与TMA-53烈度仪观测的地脉动傅氏谱谱形相差较大,相似性低;依据TAG-33M强震仪观测地脉动H/V谱比的卓越频率判定场地类别,准确率达83.3%;TMA-53烈度仪观测地脉动的H/V谱比过于平坦,大多数场地上卓越频率识别困难。     

地震预警信息发布策略的探讨

地震预警是一种有效的减灾方式。面向公众的地震预警信息发布是一项复杂的系统工程,涉及发布主体、发布对象、发布内容和发布方式等多方面内容。本文通过分析国内外地震预警系统应用和信息发布策略,探讨提出了我国地震预警信息的发布主体的有效载体,与发布对象所对应的具体发布方式和发布内容等环节的操作方式,以期为政策制定提供一定的参考依据。     

地震预警技术研究中的参考文献

针对潜在破坏性大地震的早期预警系统已在几个发达国家或地区运行多年,并已积累了很多成功的经验。本文收集整理了国内外有关地震预警系统研究的参考文献,以供相关领域研究者参考之用。     

用于地震预警系统中的快速地震定位方法综述

详细介绍了国际上一些比较流行的、用于地震预警系统的快速定位方法,以求为我国防震减灾事业探索新思路、新方法。     

早期地震预警方法研究现状及展望

地震是破坏性最大的自然灾害之一,它具有突发性、毁灭性、次灾严重、无灾有害等特点,会给人们的生命财产造成巨大的损失。为了达到减轻地震灾害的目的,除了加强工程结构抗震设计外,人们最先想到的就是地震预报。如果能预知地震的发生时间与地点而先将人员撤离地震区、关闭次生灾害源,无疑会将地震灾害降到最低。但地震预报这个世界性的科学难题在短期内很难取得突破性进展。为此,许多国家进而投资发展地震预警系统和地震应急控制系统。本文对国内外地震预警方法研究现状进行了阐述,并对地震预警的发展趋势进行了展望。     

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。