安徽測震臺網數據產出與應用＊

張佑龍 夏仕安 金 艷 程 鑫 李 發

（安徽省地震局，合肥230031）

（作者電子信箱，張佑龍：zhyoul＠126.com）

引言

安徽測震臺網實時接收、匯集、存儲和處理所屬全部臺站數據，并通過SDH 行業專網上傳臺站數據至國家測震臺網中心流服務器，同時接收周邊湖北、河南、山東、江蘇、江西、浙江6個省份的19個臺站波形數據。安徽省測震臺網所屬測震臺站的技術系統主要由地震計、數據采集器、GPS 時鐘、數據傳輸設備、供電及避雷等設備構成。主要設備有寬頻帶地震計（KS－2000／BBVS－60／CMG－3ESP－60）、甚 寬 帶 地 震 計（CTS－1／BBVS－120）、井下地震計（FSS－3DBH／JDF－2），以及與其相配套的數據采集器（DR24／SMART24／EDAS24IP／EDAS24GN－3）和 電源設備。數據傳輸采取有線方式，即：光纖寬帶信道和SDH 信道。采用SDH 信道的有10個臺站，采用光纖寬帶信道的有14個臺站。安徽測震臺網中心技術系統主要由以服務器為主的硬件設備系統和JOPENS 臺網地震數據處理軟件系統兩部分組成。在臺網部系統設備構成的網絡環境下，每個臺站的地震觀測數據通過省局地震信息服務部運行維護管理的傳輸信道，匯集到測震臺網中心流服務器上。安徽測震臺網產出了豐富的數字地震數據資料，在開展安徽省及地區性地震科學基礎研究和地震預測方面，發揮了積極作用。安徽測震臺網承擔全省地震速報任務，在地震應急中發揮了重要作用。

1 安徽地區地震分布特征［1］

圖1為2009年1月1日～2014年6月30日安徽地區的地震活動分布圖。共記錄到3 030次地震：其中0.0～0.9 級地震2 130次，1.0～1.9級地震720次，2.0～2.9級地震159次，3.0～3.9 級地震17 次，4.0～4.9級地震4 次，本省未發生5.0 級以上地震。3 030次地震發生在安徽省內，地震主要分布在安徽中西部地區，其中，霍山地區是安徽省地震活動窗口，其地震活動頻次從一定程度上反映了安徽省的地震活動性，對地震預測有著重要的作用。

2 測震臺網地震速報

圖1 安徽地區地震活動分布圖

安徽測震臺網地震自動定位速報為省局地震應急提供了保貴的時間。地震自動定位速報的基礎是地震事件的自動檢測和初至震相的自動識別［2］，其中地震事件的自動檢測可以提高地震觀測數據的處理效率，并且對提高地震臺網的快速響應能力有重要意義。將自行研發的地震自動定位、地震速報有機結合，形成了安徽省自主地震自動定位核心技術，簡化了地震速報的操作流程，縮短了地震速報的響應時間，減少了人工干預的出錯率，并為安徽省未來預警技術的發展做好了前期科技攻關。

目前國際上比較好的方法和成果有分形分維法、人工神經網絡法、小波變換分析法、定尺度比法、長短時窗平均比法STA／LTA以及基于自回歸模型的AR－AIC 等。STA／LTA 和AR－AIC 算法是目前地震自動定位系統中最常用的P波判斷方法之一，對震相識別有著很強的優越性，通過STA／LTA 和AR－AIC震相自動識別法進行精確識別震相到時與震相類型的攻關，可以很大程度上保證地震定位的精度，并能隨著識別到的震相信息的不斷增加對地震定位結果進行修正，具備對地震定位質量進行綜合判斷的能力，同時結合HYPO 2000定位方法可自動給出最優定位結果。

安徽測震臺網地震速報系統充分利用以電子計算機為核心的各種現代化技術，可以迅速、準確地處理地震波形數據，實現網內地震1min內給出初報結果、10min內給出終報結果，并自行研發了地震速報平臺，整合了地震信息發布、地震速報參數上報、震情傳真自動生成等功能，為省政府進行地震應急和穩定人心起到了重要的作用。

3 測震臺網地震信息快速報送

隨著信息技術的發展，至2012 年上半年，通過手機接入互聯網的網民數量已經達到3.88億，首次超過臺式電腦成為我國網民的第一大上網終端。隨著通訊技術的發展，傳統的網頁震情信息發布模式已不能滿足當今社會的信息需求，而智能手機的快速普及，為我們地震信息的發布提供了一個良好的平臺。

在此基礎上，提出“升級發布方式，拓展發布形式”的主張，通過加強與各大通訊公司的磋商和協定以確保信道穩定，自主研發多通道平臺發布軟件，將原有手動錄入震情傳真方式升級為自動生成并報送至省委、省政府及上級領導部門，將原有網頁手動更新震情信息方式升級為網頁自動同步顯示，將原有手機短信接收震情短信方式拓展為手機短信通知和智能手機Android平臺應用接收的多元化方式，擴大了震情信息的覆蓋面，提升了震情信息的展示度，較好地滿足了政府及社會公眾的信息需求。

3.1 震情傳真

震情傳真是向省委、省政府報送具體震情信息的重要資料，對政府開展相關工作和領導決策的制定具有重要參考意義。根據以往經驗總結，震情信息具有一定的規律性，研發值班信息自動生成功能，可節省上報震情信息時間并減少出錯概率。利用值班信息內容的規律性，制定相應模板，使用VC＋＋操控Word使其自動生成適應于不同震級和震害影響的值班信息，再人工加以調整，以節省震情信息撰寫所需時間，減少人工干預導致出現錯誤的概率。

3.2 網頁信息

安徽省防震減災信息網是安徽省地震局的官方網站，是震情信息正式發布的重要窗口，實現震情信息網頁同步可以讓社會各界快速了解地震發生的各項要素和各類相關訊息，有利于震后較好穩定社情、輿情。利用API接口和相關技術協議，通過二次開發方式實現震情信息在安徽省防震減災信息網上的實時發布和同步更新。

3.3 手機應用

圖2為基于Android平臺研發的震情信息發布平臺，實現了以下功能：①實時獲取中國地震臺網中心全國速報地震信息；②實時獲取安徽省地震臺網中心全省地震信息；③加載在線百度地圖，與地震震中有機融合，并支持觸屏操作；④地震列表可以按照發震時間和震級大小進行排序，可通過系統設置選擇不同的數據源以及顯示的地震震級和條目數；⑤利用手機內置GPS或者電信運營商基站顯示用戶當前位置；⑥根據地震三要素顯示地震震中位置，并自動計算震中距離用戶當前所在位置的距離。

圖2 震情信息發布平臺

震情信息發布平臺的使用，極大地提高了地震信息的利用效率，鑒于智能手機的便攜性和強大功能，地震工作人員可以隨時隨地查閱地震目錄，直觀了解震中地理位置情況。隨著震情信息發布平臺的不斷完善，將逐步推廣應用范圍，使更多的人及時了解地震信息，拓展地震臺網的服務范圍。當“十二五”預警系統投入使用后，市民可以通過震情信息發布平臺攔截地震短信，及時了解震中和用戶之間的距離。震情信息發布平臺開拓了地震預警研究的新思路，為地震預警新方式的研究提供了技術基礎［3］。

3.4 地震臺站綜合管理系統

“十五”項目以后，我國臺站數字化技術改造取得很大進步，在技術設計上廢棄了傳統的串口傳輸，采取較先進的網絡IP 傳輸，使我國地震監測臺網處于國際先進水平。全國增加或者改建了大批的無人值守臺站，大大增強了我國的地震監測水平。由于觀測環境的需要，這些無人值守臺站大多處在較偏遠或者環境復雜的位置，如何對這些無人值守臺站進行有效的維護與管理，已經成為一項亟待解決的問題，因此，建設智能臺站就顯得相當的必要和迫切［4］。

圖3 為安徽智能臺站建設完成后的情況，它能集中管理臺站的軟硬件設備，做到臺站管理自動化、智能化、科學化。實現包括安徽省現有各類數字測震臺站儀器的遠程監控、電源的智能管理、測震擺房（圖4）的防盜監控和溫濕度、煙霧報警等主要功能，并匯集于測震臺網的綜合控制顯示平臺。該系統以提高臺站的觀測數據質量和節約運行成本為目的，立足于解決臺站運行維護中遇到的實際問題，并為地震預報和地震科研工作提供更加連續、可靠的基礎數據，以先進的監控和自動化技術為臺站建設的正規化、實用化提供標準［5］。

4 測震臺網數據服務

4.1 提供地震目錄和觀測報告數據服務

安徽省地震編目每月產出震情月報，包含省內1.0級以上地震目錄，國內5.0級以上地震及全球7.0級以上地震目錄，向安徽省委、省政府、中國地震局相關職能部門，市縣地震局及臺站報送，為省委省政府開展應急工作部署提供參考，強化市縣地震部門及臺站監測、應急工作。每月向安徽省預報中心、華東6省1市及市縣工作部門提供安徽省0.0級以上地震目錄和震相數據，進一步做好安徽省及華東片區震情監視和跟蹤工作，立足提高服務社會能力，不斷提升流動監測能力，強化震情監視，落實異常核實，為開展會商研判工作提供依據。

安徽省數字測震臺網編輯地震快報、正式報，并向中國地震臺網中心服務器發送數據。預報人員以及研究人員可以通過中國地震臺網中心網站，全國地震編目系統（圖5）查詢地震，下載地震目錄和地震觀測報告，觀測報告提供了測震臺網臺站運行情況以及地震活動情況，在地震活動趨勢研判中起著重要的作用。

圖3 安徽地震臺站綜合智能監控系統主界面

圖4 臺站擺房內部監控界面

圖5 全國地震編目系統

4.2 提供測震臺網地震新參數服務

數字地震觀測技術的問世把地震學推到了一個新的發展時期，數字地震記錄所具有的頻帶寬、動態范圍大、分辨率高和便于用計算機進行數據處理等優點擴展了人們的視野，尤其是區域數字地震臺網的建立，逐漸為測定大量中小地震新的震源參數以及介質參數提供了可能，為地震預報研究的深入提供了新的技術支撐。地震新參數是在傳統地震參數發震時間、經緯度、震級、震源深度的基礎上，增加了中小地震的震源矩M0、應力降Δσ、震源特征尺度r、震源機制解、介質的品質因子Q 值和S 波分裂的延遲δt時間等［6］。這些地震參數的測定與應用對于推動地震預報研究的深入，提高預報水平起著重要的作用。測震臺網充分利用中國地震局監測預報司、中國地震局地震預測研究所提供的地震新參數計算軟件，對測震臺網產出的地震波形基礎數據進行分析處理，產出地震新參數供地震預報分析人員使用。新參數在中短期地震危險區確定方面的應用，主要是把應力降Δσ和介質的品質因子Q 值的測定與分析作為確定未來可能的大震危險區的重要方法。新參數在地震序列類型判別方面的應用是，中小地震震群究竟是一般的震群活動，還是大震的前震序列。一次中強地震后是否會再度發生同等大小的中強地震，即出現“雙震”型地震序列。傳統的地震活動時間序列的分析方法在地震序列類型判別方面雖然有一定的效能，但也有明顯的局限性。新參數的測定與分析可能有助于減少判別的不確定性。安徽測震臺網地震新參數的產出有：2011年1月19日安慶4.6級地震波譜分析（圖6），2014年4 月20 日霍山地震波譜分析（圖7）。表1 為安徽地區部分。3.6級以上地震的震源新參數計算結果。

圖6 安徽安慶地震波譜分析

圖7 安徽霍山地震波譜分析

表1 安徽地區部分3.6級以上地震的震源新參數計算結果

5 結束語

安徽測震臺網數字化系統自2009年正式運行并參加中國地震局評比以來，產出了大量地震波形數據、地震目錄和震相文件等，并建立了數據共享服務。通過科學技術進步和科學管理，極大地提高了測震臺網的數據產出和應用能力。測震臺網在產出地震基礎數據的同時，對數據進行精細分析處理，特別是地震新參數的推廣應用，為預報人員提供了更多的數據產品，在數據產出與應用方面發揮了測震臺網的效能。開發的震情信息發布平臺和地震臺站綜合智能管理系統，滿足了測震臺網的工作需求，提高了數據連續率，并為下一步地震預警和烈度速報提供了有效的支撐。

［1］狄秀玲，王平，劉偉.通過地震編目分析陜西省地震分布.地震地磁觀測與研究，2011，32（5）：140－142

［2］金星，廖詩榮，陳緋雯.區域數字地震臺網實時速報系統研究.地震地磁觀測與研究，2007，28（1）：64－72

［3］黃顯良，夏仕安，戚浩，等.智能臺站技術在安徽臺網的應用.地震監測，2013（3）：39－43

［4］夏仕安，戚浩，劉澤明，等.震情信息發布平臺的研制與應用.地震地磁觀測與研究，2013，34（5）：340－342

［5］黃顯良，戚浩，程鑫，等.智能地震臺站試驗性研究.國際地震動態，2013（10）：11－15

［6］戚浩，夏仕安，張炳，等.地震新參數軟件在安徽測震臺網的應用.高原地震，2012，24（3）：54－57