省級(jí)測(cè)震臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)比的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)*

杜廣寶　劉敬光　鄒立曄　梁姍姍

(中國地震臺(tái)網(wǎng)中心， 北京100045)

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省級(jí)測(cè)震臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)比的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)*

杜廣寶劉敬光鄒立曄※梁姍姍

(中國地震臺(tái)網(wǎng)中心， 北京100045)

為了提高測(cè)震臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)比工作效率， 國家地震臺(tái)網(wǎng)中心依據(jù)《地震速報(bào)技術(shù)管理規(guī)定(2015修訂版)》， 開發(fā)了省級(jí)臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)比軟件QUET， 實(shí)現(xiàn)了臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)比自動(dòng)化， 并為準(zhǔn)確而高效地完成速報(bào)評(píng)比任務(wù)， 乃至今后測(cè)震臺(tái)網(wǎng)和臺(tái)站評(píng)比的日常化管理都奠定了基礎(chǔ)。 本文闡明了QUET軟件的設(shè)計(jì)思路， 描述了其功能和結(jié)構(gòu)， 并對(duì)軟件各模塊予以介紹， 最后對(duì)軟件應(yīng)用情況進(jìn)行了簡要說明。

速報(bào)； 評(píng)比； 自動(dòng)化

引言

自2009年“中國數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)”全面建成和正式運(yùn)行以來， 作為其核心組成部分的國家地震臺(tái)網(wǎng)中心承擔(dān)了全國的地震速報(bào)與編目、 測(cè)震臺(tái)網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控與技術(shù)管理等職責(zé)[1]。 其中， 對(duì)于全國范圍內(nèi)省級(jí)測(cè)震臺(tái)網(wǎng)地震速報(bào)質(zhì)量的評(píng)比便是其掌控我國地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)業(yè)務(wù)運(yùn)行狀態(tài)的重要技術(shù)管理手段和任務(wù)。

為了提高臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)比工作效率， 國家地震臺(tái)網(wǎng)中心依據(jù)《地震速報(bào)技術(shù)管理規(guī)定(2015修訂版)》， 開發(fā)了省級(jí)測(cè)震臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)比軟件QUET (QUick report Evaluation Tool)， 初步實(shí)現(xiàn)了臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)比自動(dòng)化， 并為該評(píng)比任務(wù)的日?；酥粮黜?xiàng)評(píng)比任務(wù)的自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。

本文通過對(duì)臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)比工作的需求分析， 闡明了QUET軟件的設(shè)計(jì)思路， 描述了其功能和結(jié)構(gòu)， 并對(duì)軟件的各模塊予以介紹， 最后對(duì)軟件在國家臺(tái)網(wǎng)中心的應(yīng)用情況進(jìn)行了簡要說明。

1　臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)比工作概述

測(cè)震評(píng)比工作包括臺(tái)網(wǎng)和臺(tái)站兩個(gè)系列， 每個(gè)系列又包括速報(bào)、 編目和運(yùn)行等3項(xiàng)內(nèi)容(見圖1)， 目前， 每年在全國范圍內(nèi)開展一次。 臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)比通常首先將全年地震速報(bào)目錄與統(tǒng)一編目(正式報(bào))結(jié)果進(jìn)行對(duì)比， 然后對(duì)每一個(gè)事件逐一判斷速報(bào)類別， 繼而依次對(duì)地震的速報(bào)用時(shí)、 基本參數(shù)進(jìn)行判別， 并給出得分， 最后得到綜合成績(見圖2)。

圖1　各系列評(píng)比項(xiàng)目示意圖

臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)比工作已開展多年， 使各臺(tái)網(wǎng)的速報(bào)水平和數(shù)據(jù)質(zhì)量都有了較大的提高。 盡管效果顯著， 但其目前耗費(fèi)人力和時(shí)間都較多， 而且還會(huì)因出現(xiàn)人為的判斷誤差， 而影響評(píng)比進(jìn)程。 所以， 我們有必要開發(fā)一套工具軟件， 促使這項(xiàng)工作能夠自動(dòng)化、 規(guī)范化。 同時(shí)， 我們所依據(jù)的《地震速報(bào)技術(shù)管理規(guī)定》要求明確， 具有很強(qiáng)的可操作性， 從而使省級(jí)測(cè)震臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)比的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)成為可能。

圖2　臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)比工作流程圖

2　軟件的功能和結(jié)構(gòu)

2.1設(shè)計(jì)思路

QUET軟件的設(shè)計(jì)思路是： 從實(shí)際速報(bào)評(píng)比工作出發(fā)， 遵循《地震速報(bào)技術(shù)管理規(guī)定》， 使用shell腳本進(jìn)行開發(fā)， 通過速報(bào)目錄和正式目錄的匹配和地震類型的判定， 進(jìn)行速報(bào)用時(shí)、 地震基本參數(shù)等各分項(xiàng)成績測(cè)算， 最終完成綜合成績的計(jì)算， 旨在將復(fù)雜的評(píng)比過程程序化、 自動(dòng)化， 實(shí)現(xiàn)評(píng)比成績的自動(dòng)測(cè)算， 提高工作效率和準(zhǔn)確性。

2.2主要功能

QUET軟件主要實(shí)現(xiàn)了以下功能：

(1) 速報(bào)目錄與正式目錄的匹配——將地震速報(bào)目錄與統(tǒng)一編目(正式報(bào))目錄進(jìn)行逐一對(duì)比和匹配。

(2) 速報(bào)地震評(píng)比類別判定——根據(jù)速報(bào)用時(shí)和地震參數(shù)， 判斷速報(bào)目錄的類別， 包括是否參評(píng)等。

(3) 地震速報(bào)的分項(xiàng)成績和綜合成績的自動(dòng)測(cè)算——根據(jù)速報(bào)用時(shí)、 基本參數(shù)等， 分別給出速報(bào)用時(shí)、 發(fā)震時(shí)刻、 震中位置、 震級(jí)、 震源深度、 地名等各分項(xiàng)的成績， 進(jìn)而進(jìn)行綜合成績的測(cè)算。

2.3基本結(jié)構(gòu)

依據(jù)軟件設(shè)計(jì)思路和需要實(shí)現(xiàn)的功能， QUET軟件可以分為4個(gè)基本模塊(如圖3)， 分別為：

圖3　QUET軟件結(jié)構(gòu)示意圖

(1) 目錄匹配模塊match_catalog——用于速報(bào)目錄與統(tǒng)一編目(正式報(bào))的對(duì)比和匹配；

(2) 速報(bào)類別判定模塊get_type——用于判斷速報(bào)目錄的類別；

(3) 分項(xiàng)成績測(cè)算模塊calculate_subscore——用于逐一測(cè)算速報(bào)用時(shí)、 發(fā)震時(shí)刻、 震中位置、 震級(jí)、 震源深度、 地名等各分項(xiàng)的成績；

(4) 綜合成績測(cè)算模塊calculate_genscore——用于測(cè)算速報(bào)地震的綜合成績。

shell腳本對(duì)于過程性任務(wù)和文本數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的處理能力[2]。 我們利用這一點(diǎn)， 將以上4個(gè)模塊連綴起來， 構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體， 共同完成臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)比的全部任務(wù)。

3　主要模塊介紹

3.1目錄匹配模塊

如果速報(bào)結(jié)果中的條目和正式報(bào)目錄的時(shí)間差在±17 s以內(nèi)， 且定位震中距離在±1°以內(nèi)， 我們便認(rèn)為二者是同一個(gè)事件。 目錄匹配模塊match_catalog從文件中讀入數(shù)據(jù)， 并將速報(bào)目錄與統(tǒng)一編目(正式報(bào))目錄進(jìn)行逐一匹配。 如在此范圍內(nèi)匹配多個(gè)數(shù)據(jù)， 則對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行二次匹配， 時(shí)間差和震中距最小者視為同一事件。

3.2速報(bào)類別判定模塊

在評(píng)比過程中， 每一條速報(bào)地震都要判斷其類別及是否參評(píng)。 速報(bào)類別一般根據(jù)本省所定鄰省地震的震級(jí)以及震中與本省邊界的距離， 分為I、 II和III類。 不同類別地震的評(píng)比精度要求不同。 get_type還調(diào)用了distance子模塊， 用于速報(bào)震中與省界最短距離的計(jì)算和判定。 例如， 經(jīng)過速報(bào)類別判定模塊get_type的計(jì)算， 2015年3月30日貴州劍河縣M5.4地震， 重慶臺(tái)網(wǎng)所定震中距重慶市邊界最近38 km， 從而得到該地震為I類地震。

3.3分項(xiàng)成績測(cè)算模塊

臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)比包括速報(bào)用時(shí)、 發(fā)震時(shí)刻、 震中位置、 震級(jí)、 震源深度、 地名等分項(xiàng)， 分項(xiàng)成績測(cè)算模塊calculate_subscore對(duì)每一個(gè)地震的各個(gè)分項(xiàng)成績分別進(jìn)行計(jì)算。 該模塊將速報(bào)結(jié)果和正式報(bào)結(jié)果的對(duì)應(yīng)項(xiàng)目一一對(duì)比， 根據(jù)規(guī)則給出相應(yīng)分?jǐn)?shù)。 其中， 震中位置分項(xiàng)成績同樣通過對(duì)distance子模塊的調(diào)用來實(shí)現(xiàn)； 而震級(jí)成績的測(cè)算則使用mag子模塊， 根據(jù)《地震速報(bào)技術(shù)管理規(guī)定》的要求， 先將震級(jí)統(tǒng)一換算為M震級(jí)再比較[3-4]。

3.4綜合成績測(cè)算模塊

綜合成績測(cè)算模塊calculate_genscore首先根據(jù)各分項(xiàng)成績測(cè)算本次速報(bào)的得分， 再得到影響因子、 速報(bào)速度加分等， 從而給出每個(gè)地震的綜合得分， 最后按照臺(tái)網(wǎng)分組， 計(jì)算每個(gè)區(qū)域臺(tái)網(wǎng)的平均分， 即臺(tái)網(wǎng)速報(bào)綜合成績。 由此， calculate_genscore模塊又可進(jìn)一步分為速報(bào)事件得分計(jì)算event_score、 影響因子計(jì)算factor、 速報(bào)速度加分計(jì)算bonus和綜合成績計(jì)算gen_score等4個(gè)子模塊。 通過這4個(gè)子模塊的計(jì)算， 完成綜合成績的計(jì)算工作。

4　結(jié)束語

省級(jí)測(cè)震臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)比軟件QUET實(shí)現(xiàn)了臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)比的自動(dòng)化。 我們使用QUET軟件， 對(duì)2015年的評(píng)比成績進(jìn)行了測(cè)算。 經(jīng)過核對(duì)， 其結(jié)果與人工計(jì)算的結(jié)果一致， 并在節(jié)省大量人力的情況下， 準(zhǔn)確、 快速地得到了完整的全國臺(tái)網(wǎng)速報(bào)評(píng)比成績。 因此， QUET軟件的開發(fā)為高效完成速報(bào)評(píng)比任務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)， 甚至使今后測(cè)震臺(tái)網(wǎng)和臺(tái)站日?；芾淼脑u(píng)比成為可能。

致謝我們要感謝中國地震臺(tái)網(wǎng)中心地震臺(tái)網(wǎng)部快速數(shù)據(jù)處理組的全體速報(bào)工作人員， 他們出色完成了全國和全球的地震速報(bào)任務(wù)。 我們還要感謝測(cè)震學(xué)科技術(shù)管理組的有關(guān)專家， 他們?yōu)榕_(tái)網(wǎng)速報(bào)質(zhì)量的評(píng)定工作和我國測(cè)震臺(tái)網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行做出了貢獻(xiàn)。

[1] 劉瑞豐， 高景春， 陳運(yùn)泰， 等．中國數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展． 地震學(xué)報(bào)， 2008， 30 (5)： 533-539

[2] Beebe R著， Oreilly Taiwan公司譯． Shell腳本學(xué)習(xí)指南． 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2009

[3] 中國地震局．中華人民共和國地震行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(DB/T 17740-1999)： 地震震級(jí)的規(guī)定． 北京： 地震出版社， 2015

[4] 劉瑞豐， 陳運(yùn)泰， 任梟， 等． 震級(jí)的測(cè)定． 北京： 地震出版社， 2015The automation of the quick report evaluation for the regional seismic networks

Du Guangbao， Liu Jingguang， Zou Liye, Liang Shanshan

(China Earthquake Networks Center， Beijing 100045， China)

The Quick Evaluation Tool (QUET) has been developed according to the “Management Rules for the Quick Earthquake Report” by the China National Seismic Networks Center to make the work more effective. With this tool， we can not only implement the automation of the quick report evaluation but also lay a foundation for the efficient evaluation even the daily management of the network/station assessments. This paper gives an introduction on the design， functions and major modules of the QUET tool and finally a brief description of the primary application of the tool as well.

quick report; evaluation; automation

2016-07-22； 采用日期： 2016-07-31。

鄒立曄， e-mail: zouly_xm@qq.com。

P315.6；

A； doi: 10.3969/j.issn.0235-4975.2016.09.005