13 地震局 - 测震台站远程网络视频监控系统 - 合作伙伴宣讲胶片
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中国地震监测网络建设与发展地震是一种自然灾害,给人们的生命和财产安全带来了巨大的威胁。
为了及时准确地监测地震活动,中国地震监测网络的建设与发展显得尤为重要。
本文将从地震监测网络的建设背景、网络体系结构、技术创新以及未来发展方向等方面进行论述。
一、地震监测网络建设背景地震监测网络的建设是为了提高地震预警能力、减轻地震灾害的影响,保障人民生命财产安全。
中国地震监测网络的建设始于上世纪50年代,取得了长足的进展。
特别是近年来,随着计算机技术和通信技术的飞速发展,地震监测网络的覆盖范围和监测能力都有了极大的提高。
二、地震监测网络的体系结构中国地震监测网络采用多级监测体系结构,由国家地震台网中心、地震预警系统、震源参数确定系统和地震监测实验室等组成。
1. 国家地震台网中心国家地震台网中心是中国地震监测网络的核心机构,负责地震数据的采集、传输、处理和发布工作。
它通过遍布全国的地震观测站和监测设备,实时监测地震波的传播和震级信息。
2. 地震预警系统地震预警系统是中国地震监测网络的重要组成部分,它可以通过准确测量地震波传播速度和距离,提前几秒到几十秒进行地震预警,为公众提供宝贵的逃生时间。
3. 震源参数确定系统震源参数确定系统是用来测定地震的震源位置、震级和震源机制等参数的关键设备。
它通过对收集到的地震波进行复杂的计算和分析,最终确定地震的各项参数。
4. 地震监测实验室地震监测实验室是地震监测网络的研发和创新中心,通过不断引进新技术、研发新设备,提高地震监测网络的性能和可靠性。
三、地震监测网络的技术创新地震监测网络的建设和发展离不开技术创新的推动。
目前,中国地震监测网络在多个方面进行了技术创新,提高了监测能力和预警准确性。
首先,中国地震监测网络在地震监测设备方面取得了巨大进展。
传感器、地震仪和数据传输设备等方面的技术不断更新,使得地震数据的采集和传输更加稳定和高效。
其次,中国地震监测网络在数据处理和分析方面进行了深入研究。
地震监测系统简介台网的地震监测能力地震监测是指在地震来临之前,对地震活动、地震前兆异常的监视、测量。
目前地震监测主要有几种划分方法,一种是专业与群众之分,指专业的地震台站和一些群测点,前者主要用监测仪器,如水位仪、地震仪、电磁波测量仪等,用来监测地震微观前兆信息;后者则主要靠浅水井、水温、动植物活动异常等手段,来观察地震前的宏观异常现象。
地震监测系统的网络结构固定台网与流动台网用于长期监测某一特定地区的地震活动情况,由若干个建立在固定地点的地震台和一个负责业务管理和资料处理职能的部门组成的地震台网称为固定台网。
为了地震学和地震预报研究的需要,或在某处发生强震后,为监视震区及邻区的余震活动情况,临时架设了由若干个地震台和一个资料处理中心的地震台网。
一旦已取得一批有用的记录或余震活动已趋于平静就将台网撤离.这类台网称为流动台网。
不同尺度的地震台网用于监测全球地震活动性的地震台网,其尺度几乎跨越全球。
典型的是美国在60年代初建立的世界标准地震台网(WWSSN)。
该台网由100余个分布在全球的地震台和设在美国本土的业务管理部门组成。
在我国早已建成由24个基准地震台组成的国家级地震台网,其尺度跨越全国。
用于监测全国的基本地震活动情况。
为了监测省内及邻省交界地区的地震活动性,我国绝大多数省份均已建成由十余个至数十个地震台组成的区域地震台网。
跨度一般约为数百千米。
有些省内的地区或一些大型的工矿企业,如大型水电站,为了监测本地区的地震活动性,建成由几个或十余个地震台组成的地方地震台网,跨度一般约在十余千米至几十千米间。
单台组网的管理和数据处理中心上述的全球的、国家的、区域的和地方的地震台网,在业务上对地震台作统一管理,处理地震台产出的地震数据和资料,其结果将远比单台处理的精度高。
因此这些台网都有一个起组网作用的管理和数据处理中心。
该机构的主要职能是:对各台进行业务指导、设备维修、技术管理;汇总、分析和处理各台邮寄来的数据和资料;定期或不定期出版、发行和交换处理后的地震目录、地震观测报告和各种印刷物,供地震学家们研究使用。
国家地震局关于保护地震台站观测环境的暂行规定正文:---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 国家地震局关于保护地震台站观测环境的暂行规定(一九七九年三月二十日国务院批准一九七九年三月二十日国家地震局发布)为了保证地震台站准确、及时地提供可靠、连续的观测资料,提高我国地震预报水平,地震台站需要有一个正常观测环境.为此,对地震台站的环境保护问题,作以下几点规定:一、地震部门在建台前要按《地震台站观测规范(试行)》的要求认真做好选址工作,避开各种干扰源(避开干扰源的最小参考距离见附表).二、为了避免与国家建设发生矛盾,所选台址事先须经当地规划部门同意.三、已建成地震台站的观测环境受国家保护.地震台站附近应禁止进行对观测有影响的工程建设,必须建设而又避不开的国家重点工程,应由兴建单位承担地震台站搬迁的全部费用和负责提前建成新台,并在其正常工作一年后旧台方能撤销,以取得新、旧两台的资料对比,使数据能延续使用.四、地震台站所架设的电力、通讯及观测用的线路,野外观测所埋设的重力、地磁、形变测量的各种标志,也应予以保护.附表:地震台站各观测项目距主要干扰源最小参考距离_______________________________________|观测项目|测震|地磁||______________|__________|___________||距离(米)|烟记录,水平向|___________||______________|__________|___________||干扰源名称|五万倍|I类型|Ⅱ类型||______________|__________|_____|_____||1公路|1000 |100 |70 ||______________|__________|_____|_____||2铁路|2500 |1000|1000 ||______________|__________|_____|_____||3地下铁路||实测|10000||______________|__________|_____|_____||4无规电车||5000|5000 ||______________|__________|_____|_____||5水库:中、小型|1000 ||||______________|__________|_____|_____||大型或湖泊|5000 ||||______________|__________|_____|_____||6中、小河流|1000 ||||______________|__________|_____|_____||7采石场|2000 ||||______________|__________|_____|_____||8工厂:重机厂|3000 ||||______________|__________|_____|_____||拥有1000吨钢铁的工厂||1000| 1000 ||______________|__________|_____|_____||拥有10000吨钢铁的工厂||2000|2000 ||______________|__________|_____|_____||有游散电流干扰的工厂||实测|实测||______________|__________|_____|_____||9发电厂:2万千瓦||500 |300 ||______________|__________|_____|_____||20万千瓦||5000|2000 ||______________|__________|_____|_____||10高压线:3万伏||300 |100 ||______________|__________|_____|_____||11万伏以上|| 1000 |500 ||______________|__________|_____|_____||11大型电话交换台||500 |200 ||______________|__________|_____|_____||12广播线接地||1000|1000 ||______________|__________|_____|_____||13发射台:50千瓦||500 |500 ||______________|__________|_____|_____||100千瓦||800 |800 ||______________|__________|_____|_____||150千瓦||2500|2500 ||______________|__________|_____|_____||14一般建筑物及生活区:||100 |100 ||大型房屋|||||______________|__________|_____|_____||平房||30 |30 ||______________|__________|_____|_____||______________|__________|_____|_____|说明:本附录摘自《地震台站观测规范(试行)》的有关部分,今后《规范》如有变动以新《规范》为准.其它观测项目避开干扰源的要求,见《规范》.——结束——。
测震台网专业设备入网检测规程目录1 目的................................................................................................................ 错误!未定义书签。
2范围................................................................................................................ 错误!未定义书签。
3规范性引用文件............................................................................................ 错误!未定义书签。
4指标体系........................................................................................................ 错误!未定义书签。
5地震计测试.................................................................................................... 错误!未定义书签。
5.1振动台测试........................................................................................ 错误!未定义书签。
5.2标定线圈激励法测试........................................................................ 错误!未定义书签。
地震应急预案中的地震监测与预警技术一、地震监测技术的作用地震监测技术是地震应急预案中的重要组成部分。
它能够实时获取地震活动的信息,提供关键的数据支持,为地震预警提供准确的依据。
地震监测技术的应用,可以帮助地震应急工作更具针对性和有效性。
1.地震监测技术的种类地震监测技术包括地震仪器、地震台网和地震监测网络等。
地震仪器可以实时监测地震波的传播情况,提供关键的观测数据。
地震台网是由多个地震台站组成的网络,能够全面地监测地震活动情况。
地震监测网络是利用现代通信技术构建起来的,可以快速传输地震监测数据,使得地震信息能够及时传递到有关部门。
2.地震监测技术的应用地震监测技术在地震应急工作中起到了至关重要的作用。
它能够提供地震活动的时空分布信息,为地震灾害的预测和预警提供准确的数据支持。
同时,地震监测技术还可以为地震灾害的快速响应提供重要的依据,使得救援等应急措施能够及时启动,减少人员伤亡和财产损失。
二、地震预警技术的发展地震预警技术是地震应急预案中的重要环节。
它通过实时监测地震活动,早期发现地震信号,提前警示可能发生的地震,给相关部门和公众提供宝贵的时间窗口,从而减少地震灾害的影响。
1.地震预警技术的原理地震预警技术的原理是通过监测地震波的传播速度,判断地震的发生和传播情况,从而提前发出预警信号。
当地震波从震源向地面传播时,可以通过地震台网和地震监测网络实时监测到地震波的传播速度。
根据这个速度,可以提前推算出地震发生的时间和地点,从而发出预警信号,为相关部门和公众提供适当的预防和避难建议。
2.地震预警技术的应用场景地震预警技术的应用场景广泛。
在地震应急预案中,地震预警技术可以为地震灾害的快速响应提供宝贵的时间。
相关部门可以根据预警信号做好应急措施的准备工作,例如疏散人员、保护重要设施等。
同时,公众也可以根据预警信号及时采取自我防护措施,减少人员伤亡。
三、地震监测与预警技术的挑战与发展地震监测与预警技术在应急预案中的应用,还面临一些挑战和发展方向。
各种地震监测⽅法内容简介附件2 各种监测⽅法内容简介⽬前监测⼿段总体分为两类:测震(地震监测和强震)、前兆(形变、地磁、地电、流体、电磁波等),这⾥介绍潼南拟上的监测项⽬或⼿段。
地震监测和强震监测属于地震已经发⽣后监测地震发⽣的时间、地点、震级、强度等,是⼈们常说的“事后诸葛亮”类型的监测,主要是为了确定地震发⽣的上述⼏要素,为政府抗震救灾和应急救援提供决策依据,否则,不知地震发⽣的⼀切信息,救灾就⽆从谈起。
因此这⼀监测⼿段也是⽬前各国、各地区发展最早、技术最为先进和完善的监测⽅法。
其他的监测⼿段统称为前兆⼿段,主要是通过各种⽅法的监测数据来预测预报地震。
⼀、地震监测、GPS监测地球动⼒学是从地球的整体运动出发,由地球内部和表层的构造运动来探讨其动⼒演化过程,进⽽寻求其驱动机制。
其基本问题是研究地球的变形及其变形机理。
板块构造概念带动了地学的⼀次重⼤⾰命,板间构造和板块运动理论能否成⽴或被⼈接受,均需得到全球板块运动的最新直接测量结果的⽀持。
此外,板块运动的动⼒学机制、板内和板缘运动的复杂性的精细描述等⽅⾯,有待更多测量结果去完善。
中国⼤陆东部受西太平洋洋型板块俯冲、削减的影响,造成了⼀系列与弧后扩张有关的陆缘海伸展和断陷盆地;西部和西南受印度板块与青藏块体陆壳碰撞后的构造效应,形成不同地质构造时期的推覆构造带。
现代地壳运动则以青藏⾼原的快速隆起和沿巨型活动带的⾛滑或逆⾛滑的强烈变动为特征。
据有限的观测,其⽔平运动速率每年⾼达l~4cm,垂直运动速率每年达1cm。
这说明同时存在当代板块构造学说两种最具代表性的边界,即陆-陆壳相碰撞型和洋陆壳俯冲型边界,既具有主要的全球构造意义,⼜具有独特的演化特征。
这⾥的现代地壳运动类型多样,性质复杂,地貌清晰,是全球动⼒学研究中具有重要特殊地位的实验场。
因此,不论从地球动⼒学、板块运动还是青藏⾼原隆起,运⽤⾼精度、⾼时空分辨率、动态实时定量的观测技术,建⽴符合实际的地球动⼒学基础的全国统⼀的观测⽹络,势在必⾏。
地震监测台网施工方案1. 引言地震监测台网是为了准确、及时地掌握地震活动情况而建立的一项重要工程。
本文档将详细阐述地震监测台网的施工方案,包括台站建设、数据传输与处理,以及台网运维等内容。
2. 台站建设2.1 台站选址在台站选址过程中,需要考虑以下因素:•地质条件:选择地质稳定、地基坚实的地点,以减小地震传感器的振动干扰。
•通信条件:选择信号覆盖好、通信稳定的区域,便于数据传输与远程监测。
•地震活动特征:结合历史地震数据,选择地震活动频繁或潜在危险的区域,以提高监测准确性。
2.2 台站设计台站设计需要满足以下要求:•地震传感器:选用高灵敏度、宽频响、稳定性好的地震传感器,以准确感知地震信号。
•数据采集与存储:使用可靠的数据采集设备,并配备足够的存储空间,保证数据的准确性和完整性。
•供电系统:确保台站具备稳定的供电能力,可采用太阳能、蓄电池等方式进行备用供电。
•防护措施:为了保护设备免受不良天气和恶意破坏,需要在台站周围设置合适的防护措施。
2.3 台站部署在台站部署过程中,需要注意以下事项:•良好通信:确保台站与数据中心之间的通信畅通,采用可靠的通信线路或网络设备。
•距离要求:根据地震监测需求,合理分布和设置台站,使得台站之间的距离适当,以提高监测覆盖范围。
•安全性:安全考虑是台站部署的重要方面,要确保设备在不受干扰和破坏的条件下正常运行。
3. 数据传输与处理3.1 数据传输为了及时获取和处理地震数据,需要建立快速、稳定的数据传输通道。
以下是常见的数据传输方式:•有线传输:采用光缆或网络电缆进行数据传输,可靠性高,传输速度快。
•无线传输:使用卫星通信或无线网络传输数据,适用于远程地区或通信条件差的地方。
•数据压缩与加密:采用合适的数据压缩和加密算法,以减小数据传输的带宽需求和提高数据安全性。
3.2 数据处理地震监测数据的处理是为了提取有用信息和监测地震活动趋势。
以下是数据处理的主要步骤:•数据清洗:通过滤波、去噪等手段,去除数据中的干扰和噪声。
地震行业标准《强震动观测台网运维规范》编制说明1 任务来源2013年6月18日,中国地震局下发了《关于印发2013年地震行业标准制修订计划的通知》(中震函〔2013〕113号)。
2 编制背景、目的和意义近年来,我国从汶川、芦山、九寨沟等大地震中吸取了强震动观测经验和教训,取得了强震动台网运行维护对观测数据质量的影响的新认知。
社会和经济需求推动了我国强震动台网建设规模的进一步扩大,除国家和地方政府外,大型国企在核电站、水库大坝、高速铁路、大跨桥梁等重要工程项目中也建设了大量台站,然而,对于大规模台站的运行维护与管理一直缺少科学和规范化的指导,因此,《强震动观测台网运维规范》的颁布,将助力于我国强震动台网的高效运行,服务于我国工程抗震的新突破和地震预警及烈度速报工程的顺利实施。
为了保障强震动台网的高效运行,结合省级和国家级中心运行维护工作的特点,满足强震动台网的运行维护、数据产出以及相关技术和管理要求,面向各级强震动台网运行维护人员编制了本规范。
3 工作简况3.1 本规范主要参加单位(暂定):中国地震局工程力学研究所、中国地震台网中心、北京工业大学、云南省地震局、中国科学院大学、北京市地震局、四川省地震局、陕西省地震局、新疆维吾尔自治区地震局、甘肃省地震局、广东省地震局、山西省地震局、江苏省地震局。
3.2 本规范主要起草人(暂略):3.3 主要工作过程从标准编制启动到目前共召开了5次工作会议,多次个别征求意见,第一次会议上编制组提出了“强震动台网运行维护与管理规程”编制计划和编制大纲,并与其他专家进行了充分讨论。
后3次工作会议分别对已完成的规程修改草稿进行了讨论,并提出了规程使用对象分两个层级(省级和国家级),远程检查、数据汇集和原始加速度记录信息报送时间节点,实时和事件传输的仪器采样率参数,震级统一使用M震级,台网监控使用专用软件等修改意见,参见附录。
最后一次工作会议认为总体信息足够反应强震动运维工作,但是,专家对规范架构上有不同意见,一是建议由总则、内容、操作代替原来技术指责、内容、省级中心和国家级中心。
国家速报台站大地震速报评比标准(2010年版)一、适用范围承担国内外大地震速报任务的35个国家速报台站。
二、评比办法2.1速报总分=速报质量平均分+用时提前分+报出率分;2.2速报质量平均分:抽取本年度10个速报事件,评定每个速报事件的质量分,并确定10个速报事件的平均得分;2.3用时提前分:10个抽评速报事件的平均提前时间乘0.5(满分为5分),即(∑(10-T) /10)×0.5,T为速报地震提前时间(单位:分钟);2.4报出率分:台站速报地震事件在国家台网速报地震事件中所占的比率数(满分为1分)。
2.5根据台站速报总分的分值由高到低排名。
三、评比标准3.1数据报出速度(30分)数据报出速度计算方法:台站记录最大面波到时与台站发送速报数据到国家台网中心的时间差(称速报用时),以T表示(单位:分钟)。
T≤10得分为30分;10<T≤15得分为25分;15<T≤20得分为20分;20<T≤25得分为15分;25<T≤30得分为10分;30<T≤35得分为5分;35<T≤40得分为3分;40<T≤60得分为2分;60<T≤90得分为1分;T>90或报送的数据文件内无速报数据均按漏报处理。
台站先于其记录最大面波到时报出数据,按报出提前的时间值(分钟)扣分。
3.2速报震相分析(28分)以报出震相判读震相正确与否及读数误差评定。
震相到时判读误差以△t表示(单位:秒)。
(1)震相判读,判读正确得分,判读错误为0分;(2)初至震相到时iPG、PG、iPn、Pn、iP、P、iPKP、PKP等震相到时。
△t≤0.3得20分;0.3<△t≤1得15分;1<△t≤1.5得分为10分;1.5<△t≤2得分为5分;△t>2为0分;ePG、ePn、eP、Pdif、ePKP等震相到时△t≤0.5得20分;0.5<△t≤1.5得15分;1.5<△t≤2得10分;2<△t≤2.5得5分;△t>2.5为0分。
中国地震局关于印发《省级地震前兆台网运行管理综合评比办法》(试行)的通知正文:---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 中国地震局关于印发《省级地震前兆台网运行管理综合评比办法》(试行)的通知各省、自治区、直辖市地震局,各直属单位:为加强全国各省级地震前兆台网运行管理,发挥地震前兆监测台网整体效能,确保前兆台网产出质量,我司研究决定对全国各省级地震前兆台网运行质量进行综合评比。
为此,我司于近期组织专家制定了《省级地震前兆台网运行管理综合评比办法》(试行)(以下简称《办法》)。
现将该《办法》印发给你们,望遵照执行。
全国前兆台网运行质量综合评比自2005年12月1日起正式实施,具体实施工作由中国地震台网中心负责牵头,请各单位积极配合并监督执行,同时就本地前兆台网综合评比工作提出合理化的建议。
二○○五年十一月十八日省级地震前兆台网运行管理综合评比办法一、总则第一条为加强对省级地震前兆台网运行管理,保障前兆观测系统稳定可靠运行,发挥地震前兆台网整体效能,制定本办法。
第二条本办法适用于各省级地震前兆台网,包括各省(自治区、直辖市)及中国地震局直属研究单位的地震前兆台网。
第三条省级地震前兆台网由前兆台网中心、传输信道和地震前兆台站(点)组成。
地震前兆台站(点)是指通过验收并投入正式运行的专业地震前兆台站(含基准台、基本台、省辖区域台(点))。
第四条前兆台网评比结果中,成绩优异的台网给予奖励,对成绩不合格的台网给予通报批评和处罚。
二、评比内容和评分标准第五条评比内容包括观测质量、数据预处理质量、观测日志质量、数据报送质量、数据管理质量、数据服务质量等六个方面。
中国地震台网现状及其预警能力分析杨陈;郭凯;张素灵;黄志斌【摘要】本文讨论了影响地震预警能力的决定性因素。
通过对我国现有地震台网布局、数据传输延时和台网运行状况等方面的讨论,对能否满足地震预警需求进行了分析,并对台网现状的改进提出了相应的建议。
总体来说,中国地震台网现状并不能满足地震预警需求,除了需要对台网进行加密和提高相应的运行率之外,还应对现有数据采集器和实时传输软件进行必要升级,以达到地震预警对数据延时的需求。
%This paper discussed the decisive factors affecting the ability of earth-quake early warning.Based on the distribution of existing seismic networks, data transmission delay and network running state,we analyzed whether they meet the needs for earthquake early warning,and made corresponding recom-mendations in order to improve the situation.Results show that the status quo of China earthquake networks did not meet the needs for earthquake early warn-ing.Therefore,besides raising the network density and its operation rate,we should upgrade the existing seismic data acquisition system and real-time trans-mission software so as to satisfy the data transmission demand for earthquake early warning.【期刊名称】《地震学报》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】8页(P508-515)【关键词】地震预警能力;盲区;数据传输延时;台网布局【作者】杨陈;郭凯;张素灵;黄志斌【作者单位】中国北京 100081 中国地震局地球物理研究所; 中国北京 100045 中国地震台网中心;中国北京 100045 中国地震台网中心;中国北京 100045 中国地震台网中心;中国北京 100045 中国地震台网中心【正文语种】中文【中图分类】P315.61引言地震预警的构想最早由美国科学家Cooper(1868)提出,他设想在距旧金山100km外地震活动性很强的霍利斯特地区布设地震观测台站,一旦地震发生就可以利用电磁波与地震波传播的时间差,在震后很短时间内及时敲响市议政厅的警钟,使人们能够采取一些紧急逃生避险措施,以减少地震造成的人员伤亡.由于当时技术水平的局限,这一构想并未实现.而随着计算机技术、数据传输处理技术、地震监测仪器以及观测方法的不断发展和成熟,这一设想正逐渐变为现实.目前,日本、墨西哥、土耳其、罗马尼亚等国家和我国台湾地区已经建成了各自的地震预警系统(Espinosa-Aranda et al,1995;Erdik et al,2003;Hoshiba et al,2008;Allen et al,2009;Hsiao et al,2009;Kamigaichi et al,2009).包括我国在内,美国、瑞士和意大利等国家也在开展地震预警实时测试(Wurman et al,2007;Zollo et al,2009;Peng et al,2011).汶川大地震之后,地震预警作为目前地震灾害防御的重要手段之一正逐步走向我国公众的视野.与此同时,根据国务院发布的《国家防震减灾规划(2006—2020年)》提出的目标(国务院办公厅,2007),地震预警系统的建设作为目前我国防震减灾的一项重点任务即将全面展开.2013年6月验收的国家科技支撑计划“地震预警与烈度速报系统的研究与示范应用”标志着中国地震预警的研究与建设迈出了坚实的一步;已经完成立项的“国家地震烈度速报与预警工程”标志着中国地震预警系统的建设已经摆上了地震监测的日程表.在该系统开始建设之前,对中国地震台网现状进行分析和评估意义重大,只有这样才能找出相应的不足,明确改进的方向.本文以此为切入点,对中国地震台网现状能否满足地震预警需求进行分析,并提出改进的方向和建议,希望对我国地震预警系统的建设能有一些参考意义.1 中国地震台网现状1.1 测震及强震动台站分布目前,我国有1个国家测震台网和32个省级测震台网组成的覆盖全国的地震监测台网及1 014个正式运行的测震台站(图1).其中包括148个国家台站(含境外台站4个)、814个区域台站、33个火山台站以及2个台阵的19个台站点.所有正式运行的测震台站均以实时数据流的方式进行全国数据交换.与测震台站平均分布在各省不同,我国的强震动台站根据地震危险性的不同主要分布在21个地震重点监视防御区内,其中固定强震动台站共计1 152个(图2),另外还有北京、天津、兰州、昆明和乌鲁木齐五大城市烈度速报台网共计烈度速报台站300个.除了部分重点区域正在改造和部分新建的台站具有数据实时传输功能之外,其它强震动台站均以事件触发的方式进行数据回传.1.2 台站仪器及运行现状目前,我国测震台站所使用的传感器主要有BBVS-60、BBVS-120、CMG-3ESPC、KS-2000、CTS-1系列、JCZ-1、FSS-3DBH、CMG-3TB 等,数据采集器以EDAS-24系列、CMG-DM24、TDE-324、SMART-24为主;我国强震动台站所使用的传感器以SLJ-100加速度计和ENTA数采内置的Epsensor加速度计为主,数据采集器主要有ENTA、MR2002、GDQJ、GSMA、K2等,其中ENTA占55%左右,MR2002占30%左右.图1 中国大陆测震台站分布图Fig.1 Distribution of seismic stations in Chinese mainland图2 中国大陆强震动台站分布图Fig.2 Distribution of strong motion stations in Chinese mainland由于目前我国大部分强震动台站并不具备实时传输功能,本文仅以测震台站实时运行率来反映中国地震台网运行情况.根据中国测震台网运行年报数据① 中国地震台网中心.2010—2014.中国地震台网运行年报(2009-2013).,2009—2013年的测震台网全网实时运行率分别为93.74%,94.89%,95.46%,95.22%和95.23%,近几年的总体运行率基本保持在95%左右,继续提高的空间有限且难度不小.2 地震预警关键技术指标2.1 预警盲区通常情况下,接收到地震预警信号之后,在破坏性地震波到达之前的这段时间为地震预警反应时间,该时间段的长度反映了地震预警的效能.其长短与震源的相对位置(决定破坏性地震波到达所需要的时间)和地震预警信号发布的时间直接相关,而破坏性地震波通常情况下定义为S波及其之后到达的面波.本文定义预警盲区为在地震预警警报发出时所对应的S波传播区域.很显然,对于盲区之内的区域,我们是无法提供预警信息的.同样,预警盲区范围的大小也直接反映了地震预警系统的效能,预警盲区越小,预警系统的效能越高,反之亦然.2.2 影响地震预警系统能力的关键因素在不考虑地震危险性等外部因素的情况下,决定地震预警系统效能的关键因素为预警盲区的大小.预警盲区的大小由发出地震预警时所花费的时间决定.该时间包括以下几个方面:P波传播到台站的时间、数据传输延时、地震参数确定的时间、计算机处理及发布时间以及系统反应时间.其中,P波传播到台站的时间与震源深度、台网密度以及地震发生地点有关;数据传输延时与仪器和网络相关;地震参数确定的时间与选取的定位方法和震级确定方法有关;计算机处理及发布时间与计算机性能及网络状况相关;系统反应时间与系统本身相关,不同的系统反应时间不完全相同.出于对中国地震台网现状讨论因素的考虑,本文主要从数据传输延时和台网密度及台间距这两方面进行分析.3 我国地震台网的地震预警关键技术指标分析3.1 数据传输延时以数据从台站传输到中国地震台网中心地震预警处理系统为例,对数据传输延时进行讨论.数据传输流程如图3所示.可以看出,数据传输延时主要包括5个部分:数据采集器打包延时1,数据传输网络延时2,仪器适配器打包延时3,省级台网流服务器到台网中心流服务器网络延时4,以及台网中心流服务器到地震预警处理系统网络延时5.图3 地震数据传输流程图Fig.3 Flow chart of seismic data transmission延时1由数据采集器决定.此部分延时分为两个部分:数据本身长度和数据打包时间.现阶段中国地震台网大部分数采所采用的打包方式为总数据量达到512字节时,再整体进行传输.由于采用STEIM压缩算法,所以512字节所包含的采样点数变化较大,平时的地面噪声因台基差距,512字节的采样点数多为350—450之间,而地震时则压缩率大大降低,甚至完全不能压缩.现有台网设置的采样率为100点,大部分情况下,数据长度大约为3—4s,而在地震发生时会稍短些.为了适应预警的需求,中国地震局“中国地震背景场探测项目”开始使用新一代数采,如港震公司的EDAS-24GN和REFTEK公司的130-REN-3数采可以采用0.2s打包的方式,此部分最小延时为0.2s.数采打包时间与数采本身的性能和打包方式有关,在目前的情况下,大部分数采打包时间都能控制在1s以内.延时2由地震台站到省级台网的网络决定.现阶段地震台站到省级台网的数据传输网络主要有SDH、MSTP、3G和卫星等.其中,有线专网(SDH、MSTP等)传输延时一般在10ms左右,3G一般在100ms以内,卫星一般在300ms以内.总体来说,此部分延时大部分在10—300ms之间,一般不会超过1s.延时3由仪器适配器的打包方式决定.与目前数采的打包方式相同,现阶段使用的仪器适配器采用的打包方式为512字节一个包进行对外服务.如果接收到的数采发过来的数据包为512字节,则立即对外发送,此时的延时仅为计算机处理时间,单位为ms级;如果数据包不满512字节,则要等到满512字节再对外服务.在目前的情况下,即使采用最新的数采进行0.2s打包,在此环节仍要以512字节的方式进行对外服务.延时4由省级台网到台网中心的网络决定.目前此部分网络主要为行业专线,大部分延时在30ms左右或者更少,少数延时较长的一般也不会超过60ms.延时5由台网中心内部网络决定.由于是局域网内部,此部分延时一般在5ms以内.总体来说,延时2、延时4和延时5为网络延时,总数一般不会超过1s;而延时1和延时3为仪器及适配器的系统延时,由于存在瓶颈效应,一般在3—4s之间;再加上计算机处理时间,目前台站数据到处理系统的延时一般为5s左右.另外,由于通讯链路堵塞等因素的影响,目前在台网中心实测的数据延时一般在5—10s 之间.3.2 台网密度及台间距台网布局决定了P波传播到台站所需的时间,反映台网布局的一个重要指标是台网密度.由于通常情况下地震发生的概率并非完全相同,而台网布局也并不均匀,为了简化分析问题的指标,我们以一个简单的模型来计算台间距对预警盲区的影响(杨陈,2013).假设采用双台预警模式,地震发生在两个台站连线的中间,台间距为L,目前地震预警中通常使用的震级测定方法中P波截取记录时间长度为3s(Wu,Zhao,2006).假设理想状况下的数据传输延时及处理、发布等用时累计为2s,系统反应时间暂不考虑,取vP=6.0km/s,vS=3.5km/s,则此时盲区半径R0为式中:t1为初至P波走时,公式中为/vP;t2为P波截取时间长度,取为3s;t3为数据传输延时及处理、发布等用时,取为2s.台站间距L与盲区半径R0的关系如图4所示.由式(1)和图4可以看出,盲区半径是存在极限值的.即当L=0时,台网密度达到极限,地震发生在双台的下方;当震源深度为10km时,此时对应的最小盲区半径R0为21km.在采取双台预警的理想状况下,当震源深度为10km时,由于极值的存在,即使无限缩小台间距(加密台站),盲区半径也不会小于21km.由图4可以看出,当台间距小于10km时,加密台站对于减小预警盲区的效果并不明显(盲区半径随台站密度的增加而减小得非常慢);当台间距大于20km时,此时增加台间距,预警盲区半径基本随之线性增加.由此可见,当台间距小到一定程度之后,继续加密台站对于缩小预警盲区并不能取得与投入相符的效果.只有以断层分布为基础,根据合理的台间距进行台站布设,综合考虑建设成本和预警的实际需求,才能建成实用高效的地震预警系统.图4 台间距L与盲区半径R0的关系Fig.4 Relationship between station interval Land radius R0of blind area3.3 我国地震台网密度及数据延时在不包括台阵、火山台站和烈度速报台站的前提下,目前我国正式运行的测震台站有966个,强震动台站有1 152个.假设这些台站都能参与预警,我们对各地区的台网密度和平均台间距作了一个简单的统计,如表1所示.表1 各地区台网密度及平均台间距Table 1 Network density and average station distance of each region区域面积/(104 km2)强震动1.68 31 54 85 50.60 14.06上海 0.63 14 14 28 44.44 15.00天津1.13 31 33 64 56.64 13.29重庆 8.23 12 0 12 1.46 82.82河北 18.77 70 44 114 6.07 40.58山西 15.63 32 30 62 3.97 50.21辽宁 14.59 35 39 74 5.07 44.40吉林 18.74 23 10 33 1.76 75.36黑龙江 45.48 28 8 36 0.79 112.40江苏 10.26 37 50 87 8.48 34.34浙江 10.18 24 5 29 2.85 59.25安徽 13.96 24 9 33 2.36 65.04福建 12.13 33 34 67 5.52 42.55江西 16.69 24 6 30 1.80 74.59山东 15.38 38 35 73 4.75 45.90河南 16.70 21 20 41 2.46 63.82湖北18.59 27 2 29 1.56 80.06湖南 21.18 16 1 17 0.80 111.62广东 17.98 44 55 99 5.51 42.62海南 3.54 19 13 32 9.04 33.26四川 48.14 60 211 271 5.63 42.15贵州km北京测震台站数台站数台站总数台网密度/(个·10-4 km-2)平均台间距/17.60 13 1 14 0.80 112.12续表1区域面积/(104 km2)测震台站数强震动台站数台站总数台网密度/(个·10-4 km-2)平均台间距/km云南38.33 48 176 224 5.84 41.37陕西 20.56 29 15 44 2.14 68.36甘肃 45.44 44 50 94 2.07 69.53青海 72.23 30 40 70 0.97 101.58内蒙 118.30 39 32 71 0.60 129.08广西 23.67 22 19 41 1.73 75.98宁夏 6.64 13 47 60 9.04 33.27新疆 166.00 69 97 166 1.00 100.00西藏122.84 16 2 18 0.15 261.24由前面3.2节的初步分析可以得出,在目前的状况下,实现地震预警的合理台间距为10—20km.由表1可以看出,即使目前运行的测震台站和强震动台站都能参与地震预警,但也只有北京、天津和上海地区能满足这个基本条件.而由于强震动台站的分布并不均匀(图2),其中只有河北、云南、四川等地的部分台站密集地区的平均台间距在20km之内,能够满足地震预警的基本条件.对于数据延时,我们在位于中国地震台网中心的一台服务器上作了一个简单的测算.具体方法如下:将该台服务器的时间进行网络授时,尽可能保证其时间的准确性,对实时数据流进行简单的解析,用当前时间减去数据头的时间,每隔一分钟统计一次,并持续统计一段时间,得出各台站延时的平均值.对于统计数据,我们去掉了一些由于GPS错误和网络堵塞续传等原因造成较大延时的不合理结果,使用一天的平均延时得到台站数据传输延时分布图,如图5所示.可以看出,去除个别异常点,大部分台站的数据传输延时都在4—10s之间,其中以6—8s居多(约占55%).延时较大的原因可能跟数采与流服务器的设置有关,也有部分原因是由于网络堵塞后进行断点续传造成的,基本符合3.1节的分析.而对于数据异常点(负值或平均延时大于200s的),经过逐一排查,其原因都是由于台站GPS故障造成的.图5 台站数据传输延时分布Fig.5 Distribution of station data transmission delay4 讨论与结论根据前面的分析和数据统计结果可以得出,我国地震台网的现状并不能满足地震预警的需求,主要表现为大部分地区台站密度不足和整体数据延时较大.对于前者,除了根据需要对现有强震动台站进行改造和新建之外,还应充分发挥各方面的力量,尽可能地将已经布设的地方台和企业台等纳入地震预警系统中,为地震预警提供良好的台站基础条件.对于后者,需要从两方面进行升级或者改造:首先要对现有数据采集器进行升级或改造,改变其打包和传输模式,将此部分的延时降到合理水平.由于目前的实时数据传输软件是针对现有的数采打包和传输模式编写而成,在数采打包和传输模式改变后,实时数据传输软件也应相应地进行升级,只有这样才能保证传输的顺畅,不至于在某个环节产生瓶颈.至于网络传输部分的延时,目前已经达到较为合理的水平,为了满足地震预警的需求,则需要从稳定性等方面进行加强,尽量避免网络堵塞及故障的出现.中国地震局“中国地震背景场探测项目”设置了首都圈和兰州圈预警中心,目前正在试运行中.随着“国家地震烈度速报与预警工程”立项的完成,后续工作即将全面展开.这一切均表明,在我国建设地震预警系统已经逐步摆上了日程.除了对重点区域进行布防和新建台站之外,还应对现有系统进行改造和升级.只有这样,才能在有限的成本下,合理、有效地利用现有基础,实现资源利用的最大化.而建成后的地震预警系统,也必将成为重要的支柱力量,为我国的防震减灾事业做出应有的贡献.在本文撰写过程中,吴忠良研究员和杨大克研究员给予了耐心指导,审稿专家对本文提出了宝贵意见,在此一并表示感谢!参考文献国务院办公厅.2007.国家防震减灾规划(2006—2020年)[R].北京:国务院办公厅:2.General Office of the State Council.2007.National Earthquake Disaster Mitigation Planning(2006—2020)[R].Beijing:General Office of the State Council:2(in Chinese).杨陈.2013.中国地震预警系统建设的几个关键问题[J].工程研究:跨学科视野中的工程,5(4):354-364.Yang C.2013.Some key problems of earthquake early warning system 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与通常的网络视频服务器不同,VIP系列网络视频服务器不仅 具备视音频输入及编码、网络接入功能,还具备视频本地存储 功能,可以完成音频输入,各种报警信号的输入,完全满足气 象业务部门进行实时查看,实时监控以及历史图像查询的应用 需求。
智能球形摄像机半球 摄像机VIP系列 网络视频服务器烟感 紧急按钮风雨相伴 · 携手未来VideoAudioDataWeb网络视频服务器的选择前端监控点网络视频服务器是完成视频、音频、告警等信号的采 集编码并提供传输的一体化前端设备,在本 系统在各前端监控 点,前端监176×144(QCIF)、352×288(CIF)、704×288 (2CIF)、704×576(4CIF)控点可达到的图像。
VIP系列网络视频服务器采用嵌入式结构,基于H.264编码方 式,主要应用在前端监控点,主要完成视频图像的编码、传输功 能以及存储,与ClearVision网络视频监控管理平台组成分布式测 震台(站)远程网络视频监控系统。
风雨相伴 · 携手未来VideoAudioDataWeb网络视频服务器的选择-选择互通性强的产品风雨相伴 · 携手未来VideoAudioDataWeb在整个珠峰火炬传递活动中,昼夜温差接近30度,相对湿度超过60%,气压633百帕,且常伴有6-7级大风等恶劣自然条件下,VIP6102网络视频编解码器经受了最严苛环境的挑战,设备能够可靠稳定运行,创造了历史上海拔最高的视频编解码设备的应用纪录。