地震预警技术的应用与展望∗

简要回顾了地震预警的发展历程,介绍了地震预警的基本原理和地震位置、预警震级及预测烈度等关键参数的主要测定方法。作为一种能够有效减轻地震灾害的手段,世界上多个国家和地区相继开始建设各自的地震预警系统,以系统建设与应用实效为切入点,介绍了世界主要地震预警系统和我国的相关进展情况;并基于目前地震预警面临的主要挑战,从传感器、信号处理算法及组网模式等方面,展望了未来地震预警系统新的、有潜在变革性的技术和方法。     

地震预警服务进展及其国际比较

地震预警系统由预警技术系统和预警服务体系组成,是减少地震灾害造成人员伤亡和经济损失、增加社会稳定的一种有效方式,其中地震预警服务成为地震预警技术发挥作用的关键环节。该文基于地震预警服务的概念和基本内容,比较了全球主要的地震预警服务发展及应用情况,如中国、日本、墨西哥、美国等,综合分析了当前地震预警服务的不足,包括地震预警设备安装、信息内容、提示方式和科普教育,并提出了相应的对策建议。完善地震预警服务体系,有利于发挥地震预警作用,提高公众的应急避难能力,为提升我国地震预警服务能力提供一定的参考意义。     

用于地震预警系统的单台站防误触发算法研究

利用单台站的信息在较短的时间内识别地震事件和干扰事件是地震预警系统面临的关键问题。研究了基于波形特征参数的决策树方法来提高地震预警系统的单台抗干扰能力。为了研究电磁干扰对地震预警系统的影响,进行了7种电磁干扰试验。使用事件触发后3 s内的波形数据提取5个特征(事件结束否、Speed、Sparse、Pration、对称性),用决策树建立了特征值和事件类型之间的映射关系。使用了大量的强震记录和干扰记录(6359条强震记录、163条干扰记录)对训练后的决策树进行了验证。结果表明,所提方法识别率高,易转换成IF-THEN规则,能方便地写到计算机程序或专家系统中。该算法可以作为地震预警或报警系统的前端地震事件检测模块,以提高系统的可靠性。     

江苏地震预警信息服务系统分析

对国家地震烈度速报与预警工程江苏预警信息服务系统进行了介绍,分析了 2023 年 6 月系统试运行以来的预警信息发布情况。结果显示,预警信息发布的主要延时存在于地震发生到国家一级融合决策系统正式发布预警信息的过程,最短延时为 4 s,平均延时为 14.358 6 s,江苏省预警系统的预警信息发布各环节延时较少,平均总延时不超过 0.9 s,Ⅱ类省级预警中心所在地发生地震后,预警信息发布时延会略长于Ⅰ类。整体来看,江苏地震预警信息服务系统满足时效性要求并具有良好的稳定性,在省预警项目建设完成后,将实现省内破坏性秒级地震预警信息发布与示范服务。     

地震预警中地震动周期参数的快速估算方法研究

作为地震动三要素之一的地震动周期,对震害程度的影响极大。目前的地震预警系统还无法快速有效地估算地震动周期,使得地震破坏程度预测无法考虑地震动周期特性。为此,提出一种基于初至几秒地震波的预警参数快速估算地震动周期参数的方法。利用大量的日本KiK-net井下强震数据,分析初至3 s～6 s地震波的3种典型预警参数与4种典型地震动周期参数的线性分布情况、相关系数以及误差标准差。结果表明,最大卓越周期(τ_max^p)与反应谱加权平均周期(T_avg)、傅氏幅值谱平均周期(T_m)都高度相关,τ_max^p分别与T_avg和T_m建立的经验公式,能够实现T_avg和T_m的快速持续估算。在地震预警系统中,采用τ_max^p快速估算地震动周期参数,对于提高预警区域震害预测的准确性具有重要意义。     

地震预警报道应避免让公众“误读”

正目前,我国正在大规模推进地震预警(日本称为"紧急地震速报")系统建设。公众对建成地震预警系统充满期待。许多媒体高度关注并大力宣传地震预警知识和地震预警成效,引导公众科学认知地震预警的原理、作用和局限性。但也有一些媒体未能讲好地震预警故事,造成部分公众难以全面、科学、正确、真实地理解地震预警的作用和意义。地震预警重在实效,为此,应当理清地震预警的一些基本知识,避免社会公众"误读"。     

地震预警系统应用的社会影响调查与分析

地震预警系统建设是降低地震灾害的一个重要途径,可以有效地减少人员伤亡和财产损失,但地震预警系统目前还处于发展阶段,应用中存在一定风险。设计了若干个关于地震预警系统应用的社会调查问卷,以通过调查结果定性地评估地震预警系统产生的社会影响,统计公众对预警系统的认识和需求,分析预警信息发布对公众的影响和公众对地震漏报、误报等风险的接受程度,以及地震预警系统相关的法律问题。调查结果显示,我国公众对地震预警系统的期望程度及有效性评价均很高,但也存在着一些问题,如对地震预警相关知识了解较少,对紧急事件应变能力较差,对预警盲区和漏报等风险接受程度较低等。最后,结合国外地震预警系统的研究成果和应用现状,提出了相关建议及应对措施,希望能对我国预警系统的建设提供参考作用。     

基于MEMS传感器的工程强震动加速度计研制

由于基于微机电系统MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)的加速度芯片具备高精度、易集成、维护成本低等优点,在振动监测领域具有广泛的应用前景。为了验证基于MEMS传感器的工程强震动加速度计的可靠性,本文选择纳杰公司AS1002A芯片进行三轴向模块封装,依据地震行业加速度计接口规范,设计电源输入及信号输出调理电路,开展了基于标准振动台的性能对比测试。测试结果表明,该款加速度计的线性度误差仅为0.24%,在1～35 Hz范围内幅频特性误差小于±0.1 dB,白噪声测试精度高于0.005 cm/s2;能够满足工程强震动监测的应用需求。目前,该款加速度计已应用于武汉某超高层建筑的强震动监测,在2019年12月26日湖北应城4.9级地震中获得了良好的强震动数据产出。在强震动监测领域,随着MEMS传感器的不断完善及成本降低,MEMS加速度计将有可能全面取代传统机械式加速度计。     

地震预警技术综述

地震预警技术是为了适应减轻地震灾害的要求而产生的，其技术原理是利用电磁波与地震波的速度差，以及地震P波与S波的速度差来实现地震发生后的及时预警。论述了目前国内外应用地震预警技术、配置地震预警系统的情况，对应用该技术所产生的效益作了介绍，对其进一步的发展前景进行了展望。     

高速铁路地震预警系统构架设计

和普通列车相比,高速列车作为一种更快速的交通工具,其受到地震的威胁也更大。高速铁路地震预警系统能在破坏性地震波到达前发出报警,是防止其发生重大损失或人员伤亡的有效措施。我国新建的京津、京石等高速铁路中都要求建设地震预警系统。一个好的地震预警系统不仅要有科学先进的算法来确定地震三要素和影响范围等,系统的构架也尤为重要。系统构架影响甚至决定了系统的鲁棒性、可维护性、运行效率、安全性等。因此有必要对预警系统的系统构架进行研究,确保预警系统构架合理。讨论了高速铁路地震预警系统中所需要的硬件和软件模块及其相互关系,为高速铁路地震预警系统的建设提供参考和依据。     

地震预警系统综述

由于地震引发的巨大人员伤亡和财产灾难,地震预警越来越引起世界各国的重视。通过分析地震预警的原理,介绍了异地震前预警和现地地震P波预警,同时也介绍了地震预警系统在城市以及铁路、核电站和输油气管线等基础设施应用,强调其对于防灾减灾工程的重要性。     

震后12秒，四川省地震烈度速报与预警系统对石渠5.6级地震成功发出预警信息

正2020年4月1日20时23分27秒,四川省甘孜州石渠县发生5.6级地震。震后12秒,四川地震烈度速报与预警系统发出了石渠发生5.0级地震的预警信息,实时发送到省通信管理局、成都铁路局等单位的预警终端,为地震应急响应处置工作提供信息服务。震后4分38秒,系统产出仪器烈度分布图,给出了震中附近乡镇地震烈度分布,最高烈度为7度,主要分布     

山区铁路沿线泥石流泥位自动监测预警系统

泥位预警是泥石流灾害预警的方法之一,目前主要有接触式和非接触式泥石流泥位报警两种方法。探讨了一种便于安装、适合山区铁路沿线泥石流监测预警的接触式泥位自动监测预警系统的构建及应用方法。首先探讨了泥石流泥位监测系统的工作原理及其软件、硬件的组成,其次探讨了泥位预警阈值确定方法,最后根据现场试验观测情况及所遇到的问题提出了泥位监测系统的应用方法。该泥石流泥位监测预警系统能实现泥山区铁路沿线石流泥位信息数据采集和传输的网络化、实时化、自动化、数字化(可视化),并根据监测信息及时向铁路相关部门发出预警信号。     

减灾短讯

澳大利亚新建海啸 预警系统 2005年5月10日,澳大利亚宣布了 2005-2006年的联邦预算。与此同时, 政府宣告了一项新的、对澳大利亚的地 球科学带来重要影响的工作任务。 该项任务是建立澳大利亚海啸预警 系统。新建的海啸预警系统将对印度洋 海啸预警系统做出贡献,并与现有的太 平洋海啸预警中心合并,以推进太平洋 西南地区的海啸预警工作。     

基于大数据分析的电网自动预警系统研究

针对现有电网自动预警系统存在分析不全面、方法不科学、使用范围有限等问题,采用大数据分析技术,从系统功能、硬件架构等方面进行分析改进,提出了基于大数据分析的电网自动预警系统的建设方案。应用结果表明:改进方案通过与各相关信息系统的互、联互通,实现了数据共享,为电网自动预警提供了真实、全面的基础数据,提升了电网自动预警的准确性和时效性。     

电梯地震预警方法及应急处置系统应用

<正>地震作为具有极大破坏力的灾害之一,其预警与应急处置工作尤为重要。遇到地震时,很多人员会被困在电梯中无法逃生,造成巨大的人身安全财产损失。因此,研究电梯地震预警方法及应急处置系统的应用,对于提高城市防灾减灾能力、保障人民群众生命安全具有重要意义。本文基于第四期江苏省职业教育教学改革研究重点课题（基于产教融合的中职特色专业建设的实践研究）,旨在探讨电梯地震预警方法及应急处置系统的应用,通过分析现有技术的优缺点,提出一种新型的电梯地震预警及应急处置方案,以期提高电梯在地震中的安全性能。     

泾惠渠灌区旱灾危机预警研究

旱灾是所有自然灾害中影响人口最多,范围最广,驱动因素也最复杂的一种灾害,常威胁区域农业经济发展与社会稳定。而现行的旱灾应对体制多关注气象驱动与旱情监测,对干旱事件发展的过程模拟与危机管理缺乏研究,尤其对人类活动的驱动性影响考虑不足,常因整合性预警体系的缺失,导致旱灾危机诊断和抗旱决策信息不够充分,进而引发农业经济损失。因此,完善旱灾危机预警系统对区域防灾减灾以及社会可持续发展具有重要意义。本文定义了有别于旱情和旱灾的旱灾危机的概念与内涵,考虑了人类活动对旱灾形成过程的影响,并基于旱情评估、水文模拟、水资源调控、危机预警等模型构建了面向灌区的旱灾危机预警系统,以实现对旱灾危机从诊断、预警到决策的全过程支持。系统以泾惠渠灌区为研究区,通过将干旱状态指标与抗旱能力指标相融合,构建了综合旱灾危机预警指标(DCAI),表征灌区未来3个月的危机情势,通过对校验期灌区旱灾危机的滚动预警与决策模拟,发现预警指标与决策建议与官方发布的监测结果较为一致,进一步验证了旱灾危机预警系统与应对机制的科学性与适用性,认为其预期可为灌区干旱管理与危机应对提供决策支持。     

公共环境下密集人群踩踏事故的预警系统研究

目前关于公共环境下的密集人群踩踏事故预警更多的是从人群的流量和密集度等特征的识别来进行风险的预警,缺乏对事故整体的系统性考虑。本文基于密集人群聚集踩踏事故的机理,建立了基于人群风险监测、风险分析、风险预警/处置等技术手段的密集人群踩踏事故预警系统。该系统的构建将有利于提高公安部门大型活动的应急能力与水平。     

自然灾害综合监测预警系统建设研究

建设自然灾害监测预警系统是防范灾害风险的重要手段。在综合调研国内外自然灾害监测预警系统建设进展基础上,从我国自然灾害监测预警信息化工程建设现状及国际发展趋势出发,开展系统建设关键要素分析,提出以人为本、协调机制、监测预警技术、信息传播和沟通策略、风险意识、响应能力六大关键要素。基于提升风险分析、综合决策、预警信息发布、指挥调度、应急处置的五大业务能力需求,提出信息技术和应急业务深度融合的建设模式,采用感知网络、基础设施、数据服务、业务支撑、综合应用的分层架构设计,贯穿灾前风险监测、预警、应急响应全过程,构建重大风险全覆盖的多层级自然灾害监测预警体系,以提高风险早期识别、多灾种综合监测、预警预报和应急处置能力,有效防范化解灾害风险。     

基于GPRS技术的地质灾害无线遥测系统

将通用分组无线业务(GPRS)技术应用于地质灾害监测系统,可实现监测数据的无线传输和Internet的无线接入,因而实现地质灾害监测数据互联网共享和预警、救灾指挥联网.详细介绍了在三峡工程万州库区运行的基于GPRS技术的地质灾害无线遥测台网的体系结构、功能实现以及运行效果.该系统的建成与可靠运行使三峡库区地质灾害的监测预警系统走向数字化、自动化、网络化.