遼寧流動測震觀測系統現狀分析

雷 晨，羅 斐，趙龍梅，趙 雷，劉天龍

（遼寧省地震局，遼寧 沈陽 110034）

0 引言

流動測震觀測主要是針對特定的區域，在特定的時間段強化地震觀測，以提高該區域的地震監測和速報能力。

流動觀測在補充區域地震臺網監測能力不足的同時還可應用于流動加密觀測，在震中余震發展區域更精確地測定余震的發生與發展過程，為震后趨勢分析與判定提供數據補充；通過流動測震臺的架設，一方面可用于震前監測，對可能發生中強地震的區域地震活動背景作臨時性的加密觀測，更好地跟蹤地震的活動動態；另一方面用于余震監測，記錄中強地震后的余震變化，為進一步研究地震震源特征及后續震情變化夯實基礎資料［1］。另外流動測震觀測也可在地震預測區域與重要保障及特殊事件監測等方面進行強化地震觀測，還可以滿足各種地球物理研究及地震工程應用觀測的需要。

根據流動觀測的發展需要，中國地震局專門成立了測震技術管理組流動管理部，對全國的流動觀測進行統一管理，設備統一調配，近年來不斷進行實戰演練、技術交流、培訓等活動，共享了流動觀測資源，提高了流動觀測整體水平、促進了流動觀測技術的發展。

1 遼寧流動測震臺網系統構成

1.1 遼寧流動測震觀測系統基本構成

遼寧流動測震臺網主要由流動臺網中心、流動觀測子臺、數據傳輸及供電系統構成，具體如圖1所示。

圖1 流動測震臺網數據鏈路及技術系統構成Fig.1 Mobile seismic observation network data link and technical system composition

1.2 流動測震臺網中心

流動測震臺網中心采用與區域數字測震臺網兼容且獨立的技術系統，具有數據實時匯集、處理和交互分析、存檔等功能，也具備向區域測震臺網中心提供數據、獲取實時觀測數據并向應急指揮部提供觀測結果數據的功能。同時還可實現與地震現場應急系統、應急指揮系統以及信息系統的數據交換及信息服務等［2-4］。

流動測震臺網中心軟件系統主要包括實時地震數據流服務系統、數據存儲系統、臺站運行監控系統、實時波形處理分析系統、地震速報系統組成，流動臺網中心通過部署在流服務器上的JOPENS0.5.2軟件包，實現流動測震臺站實時波形數據匯集，再通過VPN專網實現與遼寧測震臺網的數據交換，同時通過部署在專用便攜式計算機上的MSDP人機交互系統軟件實現波形數據歸檔，生成對應的臺網卷數據和臺站卷數據，以便臺網人員對歷史數據的回放和查詢。

目前遼寧流動測震臺網中心主要由服務器、工作站、不間斷電源系統、數據傳輸系統、現場展示系統等構成，同時還配備了中型帳篷、發電機、打印機、工作臺、折疊椅等輔助設施。

1.3 流動測震子臺技術系統

遼寧流動測震臺網流動子臺共有7套，其中3套采用英國GURALP公司生產的CMG-40TDE三分向一體化短周期地震計，其余4套采用BKD-2B型短周期地震計和EDAS-24IP型數據采集器，地震計機械周期為1S。流動測震臺站技術系統構成見圖2。

圖2 流動測震子臺技術系統Fig.2 Mobile seismic substation technology system

1.4 數據傳輸及供電系統

1.4.1 數據傳輸系統

遼寧流動測震臺網中心及子臺的通信設備均采用廈門四信公司生產的F3A36型全網通無線4G傳輸設備，同時考慮到震后基于公網的無線傳輸可靠性問題，還配備了LN-GDFM-97型超短波數傳電臺3套。無線4G通信系統數據傳輸卡采用了綁定到地震專用行業網的特殊數據卡，通過設置該數據通信卡可使流動測震子臺數據直接傳輸至流動測震臺網中心或區域測震臺網中心。

1.4.2 供電系統

流動測震臺網中心供電系統采用持航PC-8000型不間斷電源系統，為流動中心的服務器、工作站、打印機及展示系統提供電源保障。同時流動中心還配備了3 kW的便攜式汽油發電機，從而保障流動中心的正常供電。

流動測震子臺供電選用的是“沙漠一號”RH-B50型便攜式戶外電源供電系統，該系統是專為野外工作設計的集成電源系統，除了本身所攜帶的太陽能電池板外，還可以選配110 W和62 W折疊式太陽能電池板，從而可以提供更長時間的持續供電。

RH-B50型便攜式戶外電源供電系統的儲電容量為12 V、48 Ah，儲電介質為聚合物鋰電池，內置太陽能電池板功率為50 W，外接太陽能電池板功率為120 W，交流最大輸出功率為350 W，直流最大輸出功率為12 V/60W。

2 CMG-40TDE一體化地震計的應用

2.1 儀器基本情況

由于遼寧流動測震子臺地震計及數據采集器是“十五”期間配置的，到現在使用了近十年的時間，部分儀器已經老化且不能維修。為保障流動測震觀測正常開展，2015年遼寧省地震局籌措資金自行購置了三套英國GURALP公司生產的CMG-40TDE便攜式一體化寬頻帶數字地震計。

CMG-40TDE一體化地震計是由三分向寬頻帶地震計CMG-40T-1和數據采集器CMGDM24一體化設計而成。該一體化地震計體積更小，使用便捷，適應野外地震監測需求。

圖3 CMG-40TDE一體化地震計功能模塊Fig.3 Modules of CMG-40TDE

圖4 CMG-40TDE一體化地震計使用連接示意圖Fig.4 CMG-40TDE installation method

2.2 儀器檢查及標定情況

CMG-40TDE一體化地震計在使用前和每年的例行檢查中都要進行儀器的脈沖標定檢查以檢測儀器的運行狀態是否良好。脈沖標定主要是檢查儀器的周期誤差和靈敏度誤差，看是否偏離正常水平，若周期或靈敏度誤差超過10%，則認為儀器工作不正常，需進行校正。表1為2017年例行檢查時的脈沖標定結果。

表1 CMG-40TDE一體化地震計脈沖標定檢查結果

2.3 在流動演練及實際應急觀測中的應用

遼寧省地震局CMG-40TDE一體化地震計自2015年購置以來分別在2015年度、2016年度、2017年度東北片區地震應急流動演練中得到了使用，同時還多次應用在遼寧地區重點區加密觀測和地震應急加密觀測中。表2為2017年部分CMG-40TDE一體化地震計使用情況。

表2 2017年度CMG-40TDE一體化地震計使用情況

2017年12月19日遼寧省鞍山市海城市發生4.4級地震，遼寧省地震局啟動應急預案并在鞍山地區的孤山鎮和偏嶺鎮架設了2個主要由CMG-40TDE一體化地震計組成的流動測震臺。圖5為架設在遼寧鞍山地區偏嶺鎮（LN/L2101） 和孤山鎮（LN/L2102） 的流動測震臺記錄到的2018年2月21日11時07分遼寧省鞍山市海城市3.1級地震的波形。

圖5 2018年2月21日11時07分海城市3.1級地震波形Fig.5 Records of the Haicheng M3.1 earthquake on 11：07，Feb.11th，2018

3 提高遼寧流動測震觀測能力的幾點建議

遼寧流動測震觀測經歷了從模擬到數字的時代，觀測設備也從分散到集中再到一體化的演變過程。雖然流動觀測近年來有了長足的發展，但是仍然存在著很多的不足，觀測技術及能力仍需進一步提高。

（1） 提高觀測儀器的整體水平。提高遼寧測震觀測儀器的數量和質量，加強流動測震觀測儀器的整體水平，保證觀測儀器運行質量，為后續數據的分析和應用提供保障。

（2） 提高觀測人員的技術能力。通過不斷地進行技術培訓和交流提高遼寧流動測震觀測人員的整體素質和水平，通過實戰化演練加強實際動手能力，從而保障流動測震觀測工作的順利開展。

（3） 強化流動測震臺網中心的功能。加強流動中心數據產出的應用，實現超快速報在流動測震觀測中的應用，加強與完善數據產出與應急系統的快速聯動系統的建設。

（4） 提高整體保障能力。加大流動測震觀測人員與設備的投入，保障流動測震觀測隊伍的相對穩定及流動測震觀測儀器的穩定運行，做到關鍵時刻能夠快速進行流動臺站架設并將觀測數據傳送至流動中心或區域中心。

（5） 加強應急流動測震觀測管理。進一步完善流動觀測臺站架設應急預案，制定流動臺站架設標準，促進流動測震臺站架設標準化、規范化。

（6） 預設流動測震觀測點。在遼寧地區易發地震的海城老震區、遼西地區、年度重點危險區，結合固定臺站的分布預選多個流動測震觀測點，并進行觀測點的前期測試和初步建設，以備震時所需。

4 結語

加強遼寧地區的流動測震觀測工作，有著極其現實的意義。隨著國家地震烈度速報與預警工程的建設，遼寧地區的測震及強震動固定臺站密度將會增大。流動觀測與固定臺站觀測相結合，將會更好地加強重點關注區域的監測能力、豐富了觀測數據［5］，為進一步研究地震震源特征及后續震情變化夯實基礎，同時為地球物理研究及防災減災工程應用積累更多具有遼寧地域特征的有價值的測震觀測數據。