基于網絡的防震減災技術系統在蘆山地震中的應用

戈培峰，范柱子，譚 林，韓世康，顧 鵬，寧冬梅

(1.雅安市防震減災局，四川 雅安 625000;2.石棉縣防震減災局，四川石棉 625400)

防震減災技術系統是防震減災業務的技術支撐，直接為“監測預報、災害防御、應急救援”服務。雅安市防震減災技術系統全部基于地震信息節點，經過多年逐步建設、更新，構建了集監測、預警、指揮、視頻會議為一體的技術系統，組成“地震實時監測、預警即刻發布、災情快速評估、指揮有序高效”的技術體系。2013年4月20日蘆山7.0級地震中，技術系統體系基本達到設計目標，經受了強震的實際檢驗。

1 雅安市防震減災技術系統介紹

雅安市地震信息節點采用1條2 M SDH線路和1條1 M ADSL線路與四川省地震局連接，以此為網絡支撐，陸續建成測震臺網子系統、地震預警與烈度速報子系統、應急指揮技術系統、視頻會議系統等。技術系統網絡設備、服務器等位于雅安市行政中心，終端安裝在3樓，距蘆山地震震中34 km。距行政中心西側1.5 km的雅安強震臺記錄到的蘆山地震加速度值為:垂直向200.0 cm/s2，北南向406.3 cm/s2，東西向534.6 cm/s2。

(1)測震臺網子系統

始建于2007年，2012年升級改造，系統通過SDH接入四川省地震臺網，由17個子臺和瀑布溝水庫臺網3個子臺共20個臺站組成雅安地震臺網。雅安境內的臺站有天全臺、寶興臺、石棉臺、蒙頂山臺，均為寬頻帶地震計，數據采用DDN專線傳輸;瀑布溝水庫臺網的山沖臺、順河臺、羅挖坪臺為短周期地震計，數據采用超短波傳輸。臺網監測能力約為ML2.0級。監測軟件采用四川省地震局自研軟件seisDPS，具有區域模型搜索法、交切法等定位方法，一般采用區域模型搜索法定位。升級改造后，臺網運行連續率保持在98%以上。

(2)地震預警與烈度速報子系統

2012年雅安市防震減災局與成都高新減災研究所合作建設的試驗網，在雅安境內布設70個地震預警與烈度速報臺，儀器采用MH-100型地震烈度儀，數據采用CDMA(GPRS)無線傳輸到高新所數據處理中心，在雅安建成預警分中心和手機終端。

(3)地震應急指揮技術系統

雅安市地震應急指揮系統集成在市應急辦，技術系統則集成在地震臺網中心位于行政中心3樓相鄰的房間內。應急指揮技術系統包括地震應急快速響應子系統、地震應急輔助決策子系統、實時指揮標繪子系統、綜合信息展示和查詢子系統、短信管理子系統、地震災害響應信息服務子系統、地震應急聯動協同子系統。

(4)視頻會議子系統

2012年建成標清視頻會議系統。

2 技術系統在蘆山地震中的應用

在蘆山地震中，技術系統服務器、終端、路由器等網絡設備未受到破壞和出現故障，工作正常;網絡未中斷，各技術系統工作正常;機柜、終端等未出現明顯的移位，僅掛在會議室天花板上的投影儀稍微有些許挪動，不影響使用。

2.1 測震臺網子系統的運用

蘆山地震時臺網自動觸發，除震中距最近的寶興臺(Δ=13.8 km)在記錄了8 s后因通信中斷而斷記，使用超短波傳輸的瀑布溝水庫臺網3個臺主震記錄中斷，其余臺站均記錄正常;震中距在120 km以內的臺站記錄“限幅”。雅安地震臺網測定出的參數為:震中:30.28°N，102.91°E，震源深度17 km，發震時刻:08:02:47.0，使用未限幅臺站測定出的近震震級ML為6.6級。

蘆山地震后，以單臺記錄(4月20～21日天全臺，4月22日開始寶興臺)作余震統計，截至2013年8月19日，共統計14 376次余震，分析處理余震1 600次。2013年4月23日利用臺網地震定位資料，快速確定余震區范圍“余震區主要沿蘆山中林到天全永興一帶呈北東—南西向分布，長約35 km，寬約16 km的帶狀區域，面積約 560 km2”。

蘆山地震發生后，啟用短信發布平臺，發布余震統計信息和4級以上余震信息。應急期間，使用1口短信貓池發送，速度慢，易堵塞，后開通企業信使平臺，批量發送，但都需人工控制，易出錯，時效性差，一條短信發150個號碼需20分鐘。上報紙質余震統計信息107期，對象為雅安市抗震救災指揮部。

2.2 地震預警與烈度速報子系統的運用

預警手機客戶端在臺網中心附近1 km內收到的預警信息為:預警發布時間，收到時刻08:02:53.0，預警時間3 s。為了檢驗預警時間是否正確，以距臺網中心5 km且位于震中和臺網中心之間的蒙頂山臺S波到時為參考，蒙頂山臺S波到時為08:02:55.2，臺網中心S波到時應遲于此時刻1 s以上，因此預警手機客戶端預警時間基本正確。預警烈度3.3度，與實際7～8度的烈度誤差較大。預警地點和震級:地震發生后6 s內給出的結果為蘆山(30.27°N，102.98°E)4.3 級，震后 10 s以短信形式更正為蘆山(30.27°N，102.98°E)5.5級，震后80 s再次短信更正為蘆山(30.27°N，102.98°E)6.4級。對比中國地震臺網中心在震后約120 s給出的雨城區5.9級，體現了密集臺站對快速確定震級、震中的優勢。烈度速報:雅安市分中心沒有產出烈度圖，高新所在震后2小時繪出初步烈度圖。余震預警:由于震中附近預警臺站受到破壞或電力、通信等問題，在35 km內余震沒有預警時間。

2.3 地震應急指揮技術系統的運用

震后15分鐘人工操作地震應急指揮技術系統產出蘆山地震災情盲估文檔和各類專題圖，生成輔助決策信息報告。災情盲估文檔震情概述判斷為“受災最嚴重的地區是蘆山縣”，震害評估結果中判斷為“造成約100人死亡，約50萬人失去住所”與實際基本相符;經濟損失則評估為23.15億元，與實際災害評估結果差距較大。專題圖包括地震影響估計范圍分布圖、震區活動構造分布圖、震區GDP分布圖、震區交通分布圖、震區人口分布圖、震區學校分布圖、震區醫院分布圖、震區地質圖等23個專題圖。輔助決策信息報告為PPT格式，包括應急響應、災情、輔助決策、基礎信息4部分。

地震應急指揮技術系統產出資料在半小時內提供給市抗震救災指揮部，直接以輔助決策信息報告向指揮部第1次緊急會議報告。在蘆山地震的最初期應急、指揮、決策時間段，應急指揮技術系統提供的技術支持以及與市應急指揮部近距離的人—機交換信息傳遞，作用不可替代。震后10小時根據盲估結果，編出初步確定極重災區、重災區、一般災區鄉鎮列表上報。

2.4 視頻會議系統

震后1小時內啟動視頻會議系統，與四川省地震局視頻連線，保證了信息傳遞的方便快捷，同時對應急期間所有視頻會議信息錄像進行了備份。

3 技術系統的擴展和升級

雅安市防震減災技術系統在地震后擴展了EQIM地震信息發布子系統、地震超快速報與預警子系統;對地震預警與烈度速報進行了升級，添加了前兆功能。

(1)EQIM地震信息發布子系統:基于EQIM服務的地震信息自動發布系統，達到預定級別的地震觸發后，通過MAS平臺快速將震情信息發送到用戶手機。對AU自動觸發信息，最快地震后2分鐘可發出，正式結果出來后，再次發送正式報。(2)地震超快速報與預警子系統:基于大震后高密度的流動臺網，1.0級以上余震發生后僅20 s即可產出地震參數。(3)地震預警與烈度速報子系統的升級:增加部分MH-5000預警型強震儀，除加速度傳感器外，內帶重力和地磁傳感器，增加了地震前兆功能，利用密集的臺站布設和相應的數據處理，試圖處理分離出可能的地震前兆信息。

在30所學校安裝了地震預警信息接收終端，提高學校師生的防震減災意識和避災能力，在發生對學校有影響的地震時，穩定師生情緒。

4 分析與討論

基于網絡的雅安市防震減災技術系統在蘆山地震中各子系統運行正常，在Ⅶ～Ⅷ度的烈度環境中未出現網絡中斷，達到了系統設計目標。現有的地震信息節點能滿足一般數據交換的需求，但在視頻會議系統更改為高清格式后可能會造成“堵塞”。基于網絡的防震減災技術系統值得推廣使用。

地震臺網在余震監測、地震信息發布、余震統計等方面發揮了作用，在前期沒有AU速報的情況下，當地臺網的分析結果比國家、省臺網正式結果快，余震統計只有依靠當地臺網才能滿足震后對余震情況一日幾報的要求。

地震預警與烈度速報子系統在主震時做出了時間上準確的預警，在震中距35 km時提前了3 s發布預警信息，但預警烈度偏低。地震預警的作用更應該體現在對化工、高鐵、核設施的震時緊急處置上和人員密集的公共場所的有序撤離。

應急指揮技術系統在地震之后的初期，特別是0～2小時“黑窗期”的盲估信息體現了系統的價值。在災情信息尚十分模糊的情況下，它在地震初期為防震減災部門提供了重要資料。如果能及時更新基礎數據庫，采用更先進的模型和算法，比如基于公里格網，評估結果可能更接近實際。地震應急期間人員緊張，應急指揮技術系統很多功能還沒有得到體現，特別是及時采集地震現場信息，通過人—機交互產出對應急救援有用的資料。系統沒有自動響應是因為未與EQIM服務器建立連接，不是因為震時網絡中斷或終端與服務器端軟件的問題。

視頻會議系統在整個應急期間發揮了信息傳遞方便、直觀、快捷的作用，可視化的界面對應急人員心理上的穩定感、安全感顯得尤為重要。

基于網絡的防震減災技術系統能滿足強烈地震時應急和平時日常工作需要，且建設周期短、投入小，管理相對容易，可以在市、縣一級大力推廣此類技術系統，在未來的發展中，更加注重技術系統的實用性、易維護性。建設覆蓋縣級的地震信息節點和升級現有的信息節點對提升市、縣一級防震減災業務水平具有明顯的支撐作用。