晉冀蒙臨時測震臺網的技術構成

李相平，閆俊崗，張新東

(河北省地震局邯鄲中心臺，河北　邯鄲　056001)

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晉冀蒙臨時測震臺網的技術構成

李相平，閆俊崗，張新東

(河北省地震局邯鄲中心臺，河北邯鄲056001)

摘要：為提高晉冀蒙交界地區微震事件監測能力，以現有固定測震臺站為基礎增設臨時地震臺，并組網形成高密度臨時測震臺網；本文系統介紹了該臨時測震臺網的架設、運行方式、數據產出等關鍵環節。通過1年多的運行，該臨時臺網的組建使晉冀蒙交界地區的監測水平顯著提升。

關鍵詞：臨時臺網；架設；構架

0引言

晉冀蒙交界地區在構造上位于北東向的山西斷陷構造帶、太行山斷隆構造帶、近東西向的燕山斷隆構造帶及北西向的張家口—渤海活動構造帶的交接部位。該地區構造活動比較強烈，強震頻繁發生，是研究現今構造運動的有利場所[1-2]。同時，在該地區開展強震短臨跟蹤工作對首都圈地區強震危險趨勢估計具有重要意義。

當前，晉冀蒙交界地區現有的測震和前兆等監測條件有限，對強震孕育發生過程和短臨危險狀態的把握存在一定困難。借鑒以往工作經驗，河北省地震局聯合山西省地震局、內蒙古自治區地震局、地球物理研究所、北京大學地空學院等單位協同配合，共同開展晉冀蒙交界地區強震短臨跟蹤的專項研究。

為提高專項研究區微震事件監測能力，增強地震事件震源參數的可靠性，以專項研究區現有固定測震臺站為基礎增設流動地震臺，并組網形成高密度臨時測震臺網。

1臺網概述

晉冀蒙臨時測震臺網采用虛擬組網方式，共接收研究區周圍92個固定測震臺站和39個流動測震臺站的數據，其中，河北局15臺、山西局18臺、內蒙局6臺，所有臺站共131個為專項研究提供服務。

臨時測震臺網平均臺間距為20～40 km，既可以面向重點斷裂加密監控，還能兼顧主動源監控系統的信號接收。流動測震臺站配置4G無線實時傳輸設備，實現數據的無線實時傳輸。臺站布設單位負責接收并上傳到中國地震局流動測震數據平臺，實現數據的實時共享。晉冀蒙臨時測震臺網臺站分布及臺網監測能力圖如第32頁圖1所示。

2技術系統構成

2.1臺站技術系統

流動測震臺站設備主要包括地震計、數據采集器、GPS、4G路由器和電源系統。其中，電源系統采用“交流電+電瓶”供電方式。臺站技術系統如第32頁圖2所示。

2.2臺網中心技術系統

臺網中心技術系統主要由以服務器為主的硬件設備、JOPENS測震臺網數據處理軟件包組成。各省建設的臨時臺站依靠4G網絡傳輸到本省局的服務器上，臨時臺網中心服務器依托網絡環境，通過虛擬組網方式把研究區域所有流動臺站和固定臺站實時波形數據匯集到數據流服務器上，實現研究區域內臺站數據的實時記錄和監控(見第33頁圖3)。最后，由河北省地震局邯鄲中心臺安排專人負責事件的掃描分析，將分析結果上傳至河北省地震局FTP服務器實現數據共享。

3系統功能與應用

3.1系統的功能與特點

晉冀蒙臨時測震臺網的建立，不僅為合作開展強震跟蹤研究工作提供了樣板，而且開創了合作區內臨時測震臺網的建設、運維及數據結果共享的先河，有利于晉冀蒙交界區防震減災工作的開展。虛擬臨時測震臺網的功能齊全，主要包括：

(1) 實時記錄地震波形。

圖1　晉冀蒙臨時測震臺網臺站分布及臺網監測能力圖Fig.1　Stations distribution of temporary seismic network in junction of Shanxi, Hebei and Inner mongolia and the monitoring capabilities

圖2　臺站技術系統Fig.2　Technical system of the stations

臺網中心可同時接受131個測震臺站的實時測震波形數據，并對各道地震數據進行實時檢測，自動觸發形成地震事件記錄。

(2) 人工地震事件拾取功能。

為了使微小地震事件不漏記，值班人員按小時瀏覽連續波形找出地震事件處理后提交數據庫，根據需要把連續波形數據與事件波形數據刻盤長期保存。

(3) 人機交互處理地震事件能力。

對臺網自動檢測記錄或人工截取的地震事件由值班人員進行更精細的人機結合定位分析處理，并將結果提交數據庫。每月定期出版《臺網地震觀測報告》和《臺網地震觀測目錄》，為科研人員提供基礎數據。

3.2運行情況

臺網自2014年9月運行以來，系統運行正常，記錄數據質量較高。2014年9月至2015年12月，臺網共記錄到監測范圍內地震310次，0.0～0.9級地震26次，1.0～1.9級地震162次，2.0～2.9級地震94次，3.0～3.9級地震26次，大于4.0級地震2次。其中，周邊記錄到的最大地震為2014年9月6日18時37分發生于河北省涿鹿縣的M4.3級地震。第33頁圖4為晉冀蒙臨時地震臺網地震記錄分布圖。

4結論與討論

通過加密地震觀測，晉冀蒙交界地區的監測水平得到顯著提高。根據臺網的技術與運行情況，得出以下認識：

(1) 固定臺站和臨時臺站相結合的虛擬組網方式應成為開展聯合研究的發展趨勢。即以區域現有臺站為基礎，適當架設臨時臺站為研究提供更多的數據資源。

(2) 測震臺站是臺網構成的關鍵，技術維護至關重要。作為觀測數據產出的基本單元，需要維護和建設由觀測儀器、數據采集器、處理計算機、通訊網絡等共同構成的數字臺站觀測系統。維護數字化臺站，要求臺站人員具備儀器技術、分析處理方法等專業技術，還需要掌握計算機軟件、數據庫、通訊技術等快速發展的新知識結構。

圖3　臺站數據傳輸拓撲結構圖Fig.3　Data transmission topology of the stations

圖4　晉冀蒙臨時地震臺網地震記錄分布圖Fig.4　Seismic record distribution of temporary seismic network in junction area of Shanxi, Hebei and Inner Mongolia

(3) 基于高速網絡平臺的數據傳輸豐富了臺網可利用的臺站數據資源，提高了臺站資源的利用率。豐富而高質量的數據資源、多樣的數據產品基于高速的網絡環境為管理部門及地震預報、地震科學研究和其他相關學科研究應用提供更及時、詳盡的地震信息和數據服務。

參考文獻：

[1]中國地震局監測預報司.地震學與地震觀測[M].北京：地震出版社,2007:205-255

[2]李宏鑒(W.H.K.Lee)，斯圖爾特(S.W.Stewart).微震臺網的原理及應用[M].北京：地震出版社,1984.

文章編號：1000-6265(2016)02-0031-04

收稿日期：2016-02-25

基金項目：晉冀蒙交界地區地質危險性和對策研究(DZ20150428102)。

第一作者簡介：李相平(1958—)，男，河北省涉縣人。工程師。

中圖分類號：P315.94

文獻標志碼：A

Technology Composition of Temporary Seismic Network in Shanxi,Hebei and Inner mongolia

LI Xiang-ping, YAN Jun-gang, ZHANG Xin-dong

(Handan Central Seismological Station of Earthquake Administration of Hebei Province, Handan, Hebei 056006, China)

Abstract:In order to improve the microseismic monitoring ability in junction area of Shanxi, Hebei and Inner mongolia Province, temporary seismic stations are added on the basis of the existing fixed seismic stations. And high density temporary seismic network is formed. The construction, operation mode and data output of the temporary seismic network are introduced. The monitoring level in junction area of Shanxi, Hebei and Inner Mongolia has improved significantly since the operation of the temporary seismic network more than a year ago.

Key words:Temporary seismic network; Construction; Framework