遼寧省重點監視防御區烈度速報臺網技術系統設計與實現

姜金征 蔣 越 惠 楊

（遼寧省地震局，遼寧 沈陽 110034）

遼寧省重點監視防御區烈度速報臺網技術系統設計與實現

姜金征 蔣 越 惠 楊

（遼寧省地震局，遼寧 沈陽 110034）

遼寧省重點監視防御區烈度速報臺網技術系統，強震動臺站數據通過地震行業專線實時傳輸，由臺網中心技術系統實現了強震臺站波形數據自動存盤、臺站狀態監視與控制、地震烈度速報、數據處理、數據共享及實現系統服務功能。本項目的實施完成，其一，提升了我省烈度速報水平和大大縮短了震后應急救援時間；其二，有效提升了我省烈度速報臺網實現自動化管理，以及提高臺網運行與維護水平；其三，符合如今人們對地震安全性日益的需求，突出了強震動觀測在防震減災實踐中的作用。

烈度速報；技術系統；強震動；自動化；實時傳輸

0 引言

隨著各國經濟的持續發展和人們對強震動觀測的深入認識，世界各國尤其是美國、日本、墨西哥等國家和地區，對強震觀測臺網的建設投入逐漸增加。隨著強震動觀測數字化的發展，建設強震觀測臺網的目的已由原來的為地震工程學與近場地震學研究提供客觀數據，逐步發展到直接服務于防震減災實踐。

遼寧省近幾十年多次發生破壞性地震。如1975年海城7.3級地震、1999年岫巖5.4級地震和2013年燈塔5.1級地震。“十二五”期間，適應國內外強震動觀測發展潮流，據我省實際需要，對遼寧沈陽－營口－大連地區強震臺站加密，平均臺距28公里左右，分布均勻，區域內臺站全部實現專線實時傳輸。

1 臺網布局及總體目標

2013年遼寧省建成了由1個臺網中心臺網部，55個烈度速報強震臺站組成的烈度速報臺網。烈度速報臺網采用遼寧移動公司的2M SDH光纖通過實時網絡傳輸方式將信號傳送到臺網中心臺網部，實現數據接收及存取、數據處理、人機數據分析、地震強度速報等一系列處理工作，達到在遼寧沈陽－營口－大連地區，實現破壞性地震發生后30分鐘內地震烈度速報，為抗震救災提供依據。

2 技術系統設計及功能實現

2.1 技術系統總體架構

地震速報實現必須有強震觀測臺站、實時傳輸系統、數據處理系統和結果發布系統。強震觀測臺站拾取高精度的連續地震波形數據，通過實時傳輸系統（地震行業專線，即SDH方式）傳輸，數據到達臺網中心，臺網中心通過專用軟件對匯集的數據進行分析處理產出地震烈度速報結果。烈度速報臺網建設主要包括強震臺站建設，數據傳輸系統建設和臺網中心建設。

2.2 強震臺站技術系統

臺站技術系統硬件設備包括：力平衡加速度計、數據采集記錄器、GPS接收器、數據傳輸裝置、供電避雷設備。實現地震信號拾取、數據格式轉換、數據存儲和數據上傳等功能。

2.3 臺網中心技術系統

遼寧省烈度速報臺網中心技術系統由硬件和軟件技術系統組成。硬件設備包括中心服務器、PC機及工作站、網絡設備、打印輸出設備等。

臺網中心系統軟件在功能上由數據管理與服務系統（SeiMIS系統）、烈度速報綜合處理系統（Smart）組成。

廣東泰德公司SeisMIS地震數據管理及服務系統能夠獲取最新地震信息；從Internet同步下載最新地震信息；可實現遼寧省測震波形數據與強震臺站波形數據同步接收，獲取地震信息；匯集強震數據信息，并綜合地對其進行分析、存儲、查詢以及發布。

Smart烈度速報綜合處理系統的數據采集程序，實時采集強震臺站的數據和狀態監測數據；數據流服務器程序，轉發和接收實時數據流，定期存儲實時數據到數據庫；實時監測程序能夠實時數據顯示、監測程序，事件觸發判斷、事件記錄等；自動烈度速報程序AutoSmart. exe，自動觸發判斷并生成加速度分析圖與烈度分布圖；數據分析處理程序SmaPro.exe，進行數據的分析處理、數據存儲等；烈度圖繪制程序InterMap.exe可烈度圖繪制及相關數據報告產出。

2.4 臺網主要功能實現

臺網中心系統主要功能包括數據匯聚和存取、臺站狀態監控、地震烈度速報、及數據處理、共享與服務等。

2.4.1 強震動數據匯集與存儲

強震臺站每間隔10秒自動檢測，當檢測到事件時立即檢索事件的觸發時間、峰值加速度等信息，計算地震烈度和自動上傳烈度值，并將地震波形記錄上傳到臺網部；數據庫服務器軟件負責存儲通訊服務器匯集到的強震記錄數據。

2．4．2 臺站監控與遠程控制

監控平臺通過定時向烈度速報部發送心跳包，當遠端強震動儀故障時，Web管理服務器通過web監控主頁面報警；管理員還可以通過web管理服務器的控制臺管理界面，對臺站設備實現遠程狀態監測與控制、人工智能觸發、功能檢測和儀器內部參數設置等。

2．4．3 烈度速報

當區域內發生地震時，處理軟件將自動繪制烈度等值線圖，并確定宏觀震中，在10分鐘內自動完成烈度圖的自動繪制。

2．4．4 強震動數據常規處理

強震數據的常規處理是通過調用數據庫內的強震記錄，對其進行基線、零點校正、加速度仿真速度記錄、波形數據的積分、反應譜等分析等。

2．4．5 強震動數據共享與服務

臺網部提供了與國家和區域臺網中心之間的數據交流服務，同時可對授權的行業及社會公眾用戶提供強震動數據。

3 烈度速報系統在燈塔地震中的實踐

2013年1月23日12時18分，在遼寧省省遼陽市燈塔市、沈陽市蘇家屯區交界（北緯41.5°，東經123.2°）發生M5.1級地震，震源深度7公里。

本次地震共獲取19組（57條）三分量加速度記錄，震中距范圍從16至370km不等，離震中最近的遼陽臺，校正后的水平向加速度單峰值最大為21gal，校正加速度時程如圖1所示。儀器烈度分布如圖2所示。

圖1 遼陽臺波形記錄

圖2 儀器烈度分布圖

4 總結

該項目的實施，極大地推動了我省烈度速報工作建設進程，達到國內領先水平，為烈度速報的及時性、準確性提供了一定技術保障；遼寧省重點監視區烈度速報臺網的建成，為將來進行震動區域規劃打下了基礎；強震動臺站密度有一定提高，但強震動臺網規模與我國強震動觀測發達地區還有一定的差距。

［1］李永振，翟文杰，于沈平，等．遼寧省數字強震臺網建設與運行[J]．東北地震研究,2009，25(3):18-22．

［2］李永振,于沈平,金震,等．遼寧省強震臺網的地震應急效果初探[J].東北地震研究,2009,25(1):37-42．

［3］梁永朵,姜金征,李瑩,等.遼寧燈塔5.1級地震強震記錄分析[J].地震地磁觀測與研究,2015,36(5):25-29.

［4］卞真付,郭巍,吳強,等.天津數字強震動臺網系統設計與實現[J].世界地震工程,2009,25(2):151-155.

［5］梁永朵,姜金征,戴盈磊,等.遼寧省烈度速報算法研究及其在燈塔地震中的檢驗[J].地震工程學報,2015,37(4):1136-1140.

［6］梁永朵,姜金征,李瑩,等.幾種烈度算法在實際震例中的對比研究[J].震災防御技術,2015,10(4):925-932.

［責任編輯：李書培］

The Design and Implementation of Liaoning Intensity Rapid Report Network System

JIANG Jin-zheng JIANG Yue HUI Yang
（Earthquake Administration of Liaoning Province,Shenyang Liaoning 110034，China）

The Liaoning intensity rapid report net work system,which can realize real-time transmission through seismological industry dedicated line.Mangy functions may be realized,such as seismic station data collection and storage,seismic station supervision and long-distance control, intensity rapid report,general data procession,data share and data service.With the complementation of the item,the intensity rapid report level is improved and the rescue time of post-earthquake is shortened.Second,the automate management and running level is advanced.Third,the increasingly need of earthquake safety is fitted and strong motion observation is more important in disaster prevention and reduction.

Intensity rapid report;Technology system;Strong motion;Automation;Real-time transmission

遼寧省地震局研究生基金項目（LNDZBSJJ002）。

姜金征（1979—），男，碩士，工程師，主要研究方向為地震監測預報和強震觀測等。