国家地震烈度速报与预警工程建设进展

2010年1月,中国地震局启动国家地震烈度速报与预警工程项目立项建议书编制工作,2015年经国务院常务会议同意后获批,历经可行性研究、初步设计等,于2018年启动项目建设,并计划2023年投入运行,开展试服务。随着项目的实施,在台站观测系统建设、中心建设与集成、定制化软件研发、服务系统建设与拓展等方面取得重要进展。本文结合预警工程的目标、主要内容、技术体系等情况,对预警工程进展进行了介绍,随着项目的建设,部分地区已经开始对外开展地震预警试服务工作,工程完成后将成为我国防震减灾事业核心业务系统。     

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。     

国家预警工程综合地震波形分析系统设计与实现

随着国家地震烈度速报和预警工程的建设,中国测震站网的监测能力获得大幅提升,对于地震编目业务的要求也随之提升,传统的编目产品已无法满足新形势下的业务需求,用于支撑全国地震编目业务的系统亟需升级换代。本文介绍了国家预警工程软件系统之一的综合地震波形分析系统,通过对系统概况、功能实现、关键技术和业务应用等详细介绍,阐述该系统如何用于支撑国家预警工程建成后的全国新编目业务。大数据和人工智能技术飞速发展的时代将为该系统及其产出的编目产品提供更加广阔的发展和应用空间。     

内蒙古地震烈度速报与预警工程基本站勘选仪器测试分析

利用内蒙古地震烈度速报与预警工程10个基本站仪器勘选的加速度记录数据,选取每个测试点24小时稳定记录的仪器记录噪声数据,计算其各自噪声功率谱和加速度噪声有效值(a RMS),结合加速度地震计本身的频率特性和自噪声功率谱,综合分析了各个测试点的噪声水平和噪声功率谱分布特征,得出10个测试点都满足基本站最大背景振动加速度噪声均方根值的噪声水平要求,实测的各个场地噪声功率谱在0.003~3Hz,基本反映的是加速度仪器的自噪声。总的来看,测试使用的加速度计本身的自噪声水平还是比较高的,如果单纯以基本站的噪声水平作为基本要求,使用该加速度计作为勘选地噪声水平测试仪器是可以的,但要在1~20Hz频带范围上考虑多个频点的噪声水平使用该仪器是不能全面评价的。     

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。     

地震预警和烈度速报台网数据通信模式分析及建议

可靠、快速的数据传输是建立地震预警系和烈度速报系统的基础.分析地震预警和烈度速报对通信的需求,基于现代通信技术,从稳定性、可靠性、有效性和抗毁需求出发,通过给出适用于地震预警系统和烈度速报系统的数据通信模式.就预警系统而言,目前正在发展中的SDH光纤通信模式是最佳的方案;烈度速报而言,可以采用3G移动通信并辅以北斗卫星短报文通信.     

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。     

浅议地震预警系统建设在政府管理工作中的作用

通过预警在地震事件中的地位和我国地震预警的发展现状,探索在我国如何建立地震预警系统和预警应急管理体系,并提出我国构建地震预警的发展策略。     

甘东南地区震情预警指标模型及方案研究

依据甘东南地区中强以上地震活动及前兆异常特征,分别确定了判定时间、地点和强度的预测指标体系,并对各指标的预测效能进行了评估,据此建立了甘东南地区5~6级地震的中短期预报方案。在此基础上利用层次分析法确定了甘东南地区5级地震的震情指标预警模型。依据预警模型及指标分层结果,将各类定量和定性指标转化为以无量纲的1~4表示的指标值,按成对比较法比较下层各指标两两之间对上层某指标的重要程度,计算权重向量,并对模型的整体层次进行一致性检验。研究结果显示,甘东南地区5级地震的预警值为3.11,依据预警等级划分标准,若满足各项预测指标,则震情预警级别为红色。     

山西前兆台网雷电预警数据入库设计及实现

为有效发挥山西前兆台网雷电预警电场数据的实时性、实用性,基于java语言开发研制了前兆台网雷电预警入库软件。入库软件的功能主要包括雷电预警数据接收、数据转发到平台、数据格式转换并入库、雷电预警数据查询浏览等。通过该软件可以实时对台站雷电预警系统进行监控,高效分析雷电数据,加强对台站周围测点地震观测仪器的防雷保护。     

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。     

2020年7月12日唐山MS5.1地震预警处理能力分析

2020年7月12日,河北唐山发生M_S5.1地震,河北省地震预警系统成功地处理并产出了这次地震预警各种结果数据,本文借助此次地震对河北地震预警网内震中距200km范围内台站产出质量以及地震预警前5次处理结果进行详细分析。此次地震发生在河北地震预警网内,平均台间距为10km,首台触发后3s、震后6s发布首次处理结果,与编目结果相比,震级偏差为-1.3,震中位置偏差为2.6km,盲区半径为18km。随着参与定位台站数量增多,震级与位置偏差越来越小,但震级仍整体偏小。河北地震预警网台站产出质量整体较高,其中烈度台作为地震预警最重要的组成部分,是决定预警效果的关键因素。本次地震震中距200km范围内,烈度台平均信噪比为48,震中距50km范围内平均信噪比为112,符合预警系统对信噪比的要求。本次地震预警结果表明,河北地震预警网内台站布局基本合理,波形质量较高,地震预警系统处理软件在本次地震中预警产出效果较好,已经具备了一定的地震预警能力。     

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。     

广东省地震海啸危险分析与监测预警系统构想

对广东省地震海啸的潜在危险进行了分析,认为广东省可能面临的海啸威胁主要来自南海东部。一旦发生地震海啸,将出现重大的灾害,并对广东省的社会和经济产生巨大的影响。提出了建立广东省地震海啸监测预警系统的初步构想。     

广东地震台网台站数据传输质量对比分析

根据广东地震台网(下简称广东台网)台站数据传输采用多种方式的现状,统计和分析了2009年1月1日至2014年12月31日期间44个台站的数据传输质量。阐述了6种传输方式的基本原理,分析了各种传输方式的质量和产生断记的原因,提出如何解决传输过程中所遇到的各种问题。从信号的传输质量、运维成本、地震速报和未来地震预警需求等多方面着手,分析总结了各种传输方式的优劣,为提高台网运行率和台站数据传输质量,提出了"以SDH为主、多种传输方式并存"传输方式。     

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。     

全球地震早期预警研究综述

近年来地震预警技术在国际上得到迅速的发展,并有成功预警且收到减灾实效的先例.本文系统介绍了地震早期预警的方法,包括波前探测、P波应用、现地预警和区域预警;介绍了地震早期预警系统在墨西哥、日本、土耳其、中国台湾和罗马尼亚等国家和地区的应用情况.还对地震预警中目前存在的问题和挑战以及远景进行了分析.     

地震数据处理系统Earthworm在福建地震预警系统项目中的应用

本文介绍了USGS（美国地质勘探局）开发的Earthworm系统在福建地震预警系统项目中的应用。该系统为开源软件,由C语言编写,由不同模块组建而成,每个模块实现不同的功能,主要包括数据接收模块、P波拾取模块、地震定位报告产出模块、地震事件图件绘制模块、地震波存储容器等。同时,用户可以根据自己的需求编写相应的功能模块。文章对该系统的应用进行了介绍,内容包括Earthworm系统的组织架构、业务流程、软件模块的主要功能搭建与配置及软件模块之间的逻辑关系等,目的在于介绍该系统的架构方法与使用心得,促进该系统在地震行业内得到应用与推广。     

长白山天池火山监测预警平台构建技术研究

长白山天池火山是我国最具潜在喷发可能的活火山,至今尚未建立和提出火山监测预警平台的构建技术。本文分析讨论了国外多个灾害预警系统案例,借鉴国内外成熟思路,得出一套适应长白山天池火山地理和火山监测手段的火山监测预警平台构建技术。研究结果表明,火山监测预警平台可提供海量数据库存储与管理,实时数据传输和实时处理,危险性分级,灾情、灾评信息速报,预警级别发布,信息传播与共享功能。具有为政府应急决策、公众逃生避险、重大工程实施紧急处置提供及时火山预警服务的实际意义。     

Analysis of Power Supply Interference of Geomagnetic Second Data Observation-Take Changli Seismic Station as An Example

This paper analyzes two types of power supply interference encountered in the observation of geomagnetic second data:the HVDC interference and the discharge interference of electrified railway. By taking the FGM fluxgate magnetometer of Changli Seismic Station as the research object, we analyze interference characteristics and conduct intensive observational experiment of electrified railway interference. Finally, several conclusions are obtained:① HVDC interference is closely related to the changes in the current system of the interference source, such as current size, distance or orientation of the interference source. Although the characteristics of each change are not the same, the main changes are variable. ② The discharge phenomenon caused by the contact of the pantograph system or other reasons during the operation of the electrified railway is a factor that may cause random small interference in the geomagnetic second data at Changli Seismic Station. This study explains similar phenomena discovered in previous years and meanwhile correct previous misjudgments including unstable working systems, unstable power supply, and occasional sudden jumps that are considered to be discrete.