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.      

地震预警系统的“盲区”控制问题——以首都圈地震预警原型系统为例

以首都圈地震预警原型系统为例,讨论了地震早期预警系统(EEWS)设计中如何通过对"盲区"的控制达到最大限度减轻地震灾害损失的目的,认为如果不仅考虑走时,而且考虑有限震源尺度和记录台站的实际工作状况,那么在台间距为20km时继续加密台站,虽不再能明显减小"盲区",却仍可以对控制"盲区"、提高预警系统的减灾效能发挥重要作用。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

地震震中实时动态定位的方法研究

在地震早期预警系统中具破坏性地震震中的确定速度十分重要.本文提出了地震发生后根据1个、2个、3个台站P波到时记录进行动态、近实时确定地震发生区域、线区间和震中位置的方法.方法充分考虑了地震触发台站和非触发台站分布与地震波传播规律的一致性和差异性特征,提高了震中定位结果的精度.对由79个台站组成的山东虚拟测震台网2009-2010年期间记录的425次网内地震进行了快速定位,结果表明对发生在网内的地震可在要求时间内给出比较准确的震中位置,可满足预警地震速报时效性和精度的双重要求.     

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。     

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。     

一种实时场地校正方法及其在地震预警中的应用

地震预警系统对地震数据处理的实时性要求极高。其系统数据来源除布设在基岩的测震台站外,还有大量非基岩场地的强震动台站和地震烈度仪台站,其场地影响不容忽视。为了考虑震级估算和地震动场预测中的场地影响,需实时对各种场地条件下的地震波形进行校正。目前处理一般使用某个标量来表征场地放大效应。本文采用一种实时的场地校正方法,首先计算目标场地与参考场地的谱比,然后通过最小二乘法、双线性变换将谱比转化为因果递归的无限冲激响应(IIR)时域滤波器,之后可以应用该滤波器进行实时场地校正。该方法考虑了场地放大系数的频率依赖性,相比于标量校正提高了准确度。应用我国四川和日本部分强震动台站记录,验证并讨论了这种实时场地校正方法在地震预警中的应用效果。     

山西地震台网地震预警时间及盲区半径分析

影响地震预警能力的关键技术指标是预警时间及预警盲区。通过分析山西地震台网勘选完成的1 101个预警台站布局,计算地震台站平均台间距,根据预警盲区半径与台间距关系式得出盲区半径。根据计算结果及相关分布图,分析认为,在预警区内,平均台间距及盲区半径分布与地震活动的相关性较高,勘选完成的地震预警台站布局比较合理。     

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.     

山西预警台站地震参数测定结果与测震数据对比分析

选取山西地震台网2021年9月—2023年3月的实际震例,以中国地震台网正式编目结果为依据,将预警台站编目定位结果和正式编目结果的发震时刻、震中位置、震级偏差做对比,梳理地震基本参数的偏差范围,探讨预警台站地震定位精度。总体来说,预警台站定位的地震基本参数数据结果整体可靠,偏差较小。     

现今地震预警技术及其在国内发展状况的探讨

本文首先从地震预警的概念、系统构成和技术方法等方面入手,对目前国际上地震预警技术的最新研究进展和热点问题进行了全面的论述。继而通过对国内发展现状的系统分析,认为地震预警系统的开展在政府、社会、台网建设和研究基础等方面都已经具备了基本的条件。结合当前国内的实际情况,对地震预警系统在实施过程中可能遇到的技术问题和非技术性挑战进行了估计,并建议加强法律措施、公众教育、震害防御等方面的配套工作,最大限度地发挥地震预警系统在防震减灾工作中的作用。     

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.     

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。     

地震预警的十个问题

地震预警是国内外应用地震学的热点,也是近期公众关心的热门话题.本文就地震预警的一些基本问题、概念、关键技术及其在防震减灾方面的作用等问题做了简要概述,指出了地震预警存在的问题,以及需要研究的方向.首次提出了地震预警系统的确认和解除及地震预警社会容忍度的概念.同时强调地震预警是复杂的社会工程,需要全社会的共同参与.     

高速铁路地震预警系统现状综述

地震是对高速列车安全运营威胁最大的自然灾害。在目前地震预报技术还很不成熟的情况下,发展地震预警技术是当前减轻或避免地震对高速铁路危害的重要措施。文中阐述了地震预警技术的原理及其在铁路方面的应用。对国内外已有的高速铁路地震预警系统的发展和现状进行了介绍。结合国内外的发展现状和京沪高速铁路对地震预警系统的实际需求,对我国高速铁路的地震预警系统进行了探讨。主要针对高速铁路预警系统的报警阈值,监测点的布置,列车控制方式和预警系统的基本组成等关键问题的研究现状进行了总结和探讨。对我国高速铁路地震预警系统的建立具有重要的借鉴意义。