新疆天山中段地震预警结果分析

为完成新疆天山中段重点预警区预警结果质量评估，对各地震预警系统产出率、预警时效性、震级偏差、震中偏差进行统计分析。以2022年1月1日至8月31日新疆天山中段重点预警区内的24条人工正式速报地震事件为基础，对新疆地震预警工程中EEW系统、JEEW系统预警首报结果进行统计分析。最终通过决策系统融合EEW与JEEW产出结果后进行发布，预警时效性小于10 s的预警地震事件7条，占比46.7%,震级偏差0～0.7,平均0.4,震级偏差全部小于1.0的地震事件占比100%,震中偏差小于10 km的地震事件14条，占比93.3%。综合分析，新疆两套地震预警系统对重点预警区内M_S3.0以上地震事件基本都能产出预警结果，决策系统发布结果在准确性方面基本满足预警要求，预警时效性方面有待改进与加强。     

地震预警及烈度速报信息报告自动生成技术

地震预警系统是一种能够有效减轻地震灾害的新手段。中国目前初步研制了地震预警和烈度速报软件系统,兰州市地震预警示范中心正在实验运行一套软件系统,目前震后利用该系统产出的预警和烈度速报信息报告未实现自动化,本文提出自动产出总结报告软件的研制方案。该软件利用COM技术,调用Word和Excel自动化服务器中的OLE自动化对象,将地震预警和烈度速报信息报告所需文字、图片、表格等信息自动插入,实现文档的自动生成,为震后快速决策节省时间。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.      

安徽台网自动地震定位系统结果评估

目前,安徽台网正在运行的自动地震定位系统包括中国地震局自动地震速报系统(AU)、江苏省地震局自动定位系统、福建省地震局自动定位系统和安徽区域地震预警系统。以2015—2019年安徽及周边省份发生的地震实例为研究对象,将上述4套系统产出的结果分别与中国地震局统一正式目录对比,结果表明这4套系统产出的结果均在地震速报要求所允许的误差范围内,在安徽区域具备适用性和实用性,但在识别双震等方面存在缺陷。同时,这几套系统之间的对比结果表明,安徽区域预警系统产出结果参数的平均发震时刻差、平均震中位置差和平均震级差都相对较小。     

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。     

福建地震预警运维保障系统设计与实现

经福建省政府授权,福建省地震局于2018年5月12日开始面向公众发布地震预警信息。为保障福建地震预警系统稳定可靠运行,减轻运维压力,研究并利用JMX、Sigar、WebSocket和ECharts等技术建设了一套福建地震预警运维保障系统,对系统的技术方案、功能模块设计和实现进行了介绍,并对应用情况进行了说明。应用结果表明：该系统能及时地发现和告警预警系统运行中存在的问题,有效地保障了福建地震预警系统的稳定可靠运行,提升了运维人员的工作效率。     

MyShake一个跨界的系统:智能手机用于地震预警

在城市地区发生的大地震可以造成重大人员伤亡,引发社会和经济灾难。地震预警(Earthquake Early Warning,EEW)可以提供秒到分钟的警报,让人们转移到安全区,使工厂停工,车辆减速和刹车。目前世界上只在少数国家使用传统的地震台网和大地测量观测网运行EEW系统。智能手机比传统地震台网更为广泛和普及,它内置了可检测地震的加速度计。我们开发了一种新的测震系统称为MyShake,它利用智能手机内置传感器来收集数据并分析地震。智能手机MyShake系统可以从日常的各种震动中检测到距手机10km或以内的5级地震。这些数据汇集到观测中心,经过一定的算法处理,可以实时测定地震的位置和震级,发出地震预警信息,证明我们的理念是可行的。对没有地震预警系统的区域,MyShake系统可提供地震预警,而对有预警系统的区域,MyShake系统是对原系统预警能力的补充和增强。此外,该系统地震波形记录可以用来提供快速地震烈度图,以评估地震对建筑物的影响,还可以获取地球内部浅层结构图像和地震破裂过程。     

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。     

全国地震前兆数据入库处理

详细介绍了前兆数据入库处理软件Doqzh的功能特点、 工作参数文件、 数据入库流程、 两种数据入库模式、 错误处理、 工作日志文件以及支持的观测日志文件格式等。 该软件可对多种前兆数据、 观测日志以及电子月报表等进行入库处理, 对数据入库操作进行优化, 大大提高了数据入库效率, 且实现了数据入库操作的全程自动化, 包括连接数据库服务器、 连接FTP服务器、 下载文件、 备份文件、 数据包解压缩、 入库、 记录数据压缩包统计信息、 退出程序等。 该软件是国家地震前兆台网中心数据处理系统的核心软件, 在国家地震前兆台网中心和多个省级前兆台网中心收到了很好的应用效果, 为全国地震前兆数据的汇集和共享以及中国地震局的大华北数据共享任务起到了关键的作用。     

日本地震预警系统发展历程

地震预警（EEW）或实时地震预警系统是指,几秒内检测到临近区域可能发生的强烈地震后,对本地提供预警信息的系统。地震预警的目标是,通过相应决策让人们能够在多种环境中保护自己,并减轻与地震相关的次生灾害。本文详细介绍了地震预警系统在日本的发展历程,指出预警信息已不再局限于向高级用户和公众用户进行发布,私人定制用户已成为预警信息发布的重要需求。未来地震预警技术的发展,特别是实时断层源成像识别技术,对改善预警系统并快速识别震源参数具有重要意义。     

2022年四川泸定MS 6.8地震预警处理结果分析

2022年9月5日四川泸定发生M_S 6.8地震,中国地震台网中心JEEW预警处理系统有效处理并产出本次地震的预警信息。本次地震发生在四川地震预警区内,震后6.4s发布首次预警处理结果,使用7个台站数据,与统一编目结果相比,震中位置偏差3.7km,震级偏差-0.8,盲区半径15km。随着参与定位台站的数量增多,震中位置及震级偏差逐渐减小,但盲区半径不断增大,预警效益随之减小。震后39 s,使用337个台站数据后,预警震级稳定在6.4。预警震级整体偏小主要原因是,震后短期内有效波形数据较少,较短时间窗内的波形振幅不能反映震级的实际大小。另外,部分近场基准站地震波形限幅,且M_L震级存在饱和,也导致震级被低估。本次地震预警效果较好,但震级准确性有待进一步提升。为提高预警系统的减灾效能,在不断改进震级算法的同时,也需完善预警信息发布策略。     

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。     

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。     

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。     

模拟PLUM方法在2021年日本福岛县近海M7.3级地震中的表现

2021年2月13日晚,日本福岛县近海发生M7.3级地震,产生强烈振动,此次地震被认为是"3.11"地震的余震。首先介绍了PLUM方法的原理及日本气象厅地震预警系统对于PLUM方法的应用,评述了JMA地震预警结果。通过模拟PLUM方法在此次地震中的表现,由预测精度和有效预警时间两个指标来评估该方法的性能,并与日本气象厅发布的预警信息对比。模拟结果显示:受限于地震数据以及PLUM方法本身的原理,在震后第24 s发出第一次警报,不及使用P波预警与PLUM相结合的JMA地震预警系统及时。在地震前期0~40 s处于烈度剧烈上升阶段,预测精度较差;40 s之后的预测结果较为准确,预测精度高达100%。PLUM方法可以有效克服点-源模型中的弊端,特别是在多个地震同时发生的情况下预警效果良好,将PLUM方法纳入我国地震预警系统可以有效提高预警能力。