遼寧省重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)烈度速報(bào)臺網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

姜金征　蔣越　惠楊

【摘 要】遼寧省重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)烈度速報(bào)臺網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)，強(qiáng)震動臺站數(shù)據(jù)通過地震行業(yè)專線實(shí)時(shí)傳輸，由臺網(wǎng)中心技術(shù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)震臺站波形數(shù)據(jù)自動存盤、臺站狀態(tài)監(jiān)視與控制、地震烈度速報(bào)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)共享及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)服務(wù)功能。本項(xiàng)目的實(shí)施完成，其一，提升了我省烈度速報(bào)水平和大大縮短了震后應(yīng)急救援時(shí)間；其二，有效提升了我省烈度速報(bào)臺網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動化管理，以及提高臺網(wǎng)運(yùn)行與維護(hù)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(qiáng)震動觀測在防震減災(zāi)實(shí)踐中的作用。

【關(guān)鍵詞】烈度速報(bào)；技術(shù)系統(tǒng)；強(qiáng)震動；自動化；實(shí)時(shí)傳輸

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）

【Abstract】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.

【Key words】Intensity rapid report；Technology system；Strong motion；Automation；Real-time transmission

0 引言

隨著各國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和人們對強(qiáng)震動觀測的深入認(rèn)識，世界各國尤其是美國、日本、墨西哥等國家和地區(qū)，對強(qiáng)震觀測臺網(wǎng)的建設(shè)投入逐漸增加。隨著強(qiáng)震動觀測數(shù)字化的發(fā)展，建設(shè)強(qiáng)震觀測臺網(wǎng)的目的已由原來的為地震工程學(xué)與近場地震學(xué)研究提供客觀數(shù)據(jù)，逐步發(fā)展到直接服務(wù)于防震減災(zāi)實(shí)踐。

遼寧省近幾十年多次發(fā)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?！笆濉逼陂g，適應(yīng)國內(nèi)外強(qiáng)震動觀測發(fā)展潮流，據(jù)我省實(shí)際需要，對遼寧沈陽-營口-大連地區(qū)強(qiáng)震臺站加密，平均臺距28公里左右，分布均勻，區(qū)域內(nèi)臺站全部實(shí)現(xiàn)專線實(shí)時(shí)傳輸。

1 臺網(wǎng)布局及總體目標(biāo)

2013年遼寧省建成了由1個(gè)臺網(wǎng)中心臺網(wǎng)部，55個(gè)烈度速報(bào)強(qiáng)震臺站組成的烈度速報(bào)臺網(wǎng)。烈度速報(bào)臺網(wǎng)采用遼寧移動公司的2M SDH光纖通過實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸方式將信號傳送到臺網(wǎng)中心臺網(wǎng)部，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收及存取、數(shù)據(jù)處理、人機(jī)數(shù)據(jù)分析、地震強(qiáng)度速報(bào)等一系列處理工作，達(dá)到在遼寧沈陽-營口-大連地區(qū)，實(shí)現(xiàn)破壞性地震發(fā)生后30分鐘內(nèi)地震烈度速報(bào)，為抗震救災(zāi)提供依據(jù)。

2 技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn)

2.1 技術(shù)系統(tǒng)總體架構(gòu)

地震速報(bào)實(shí)現(xiàn)必須有強(qiáng)震觀測臺站、實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和結(jié)果發(fā)布系統(tǒng)。強(qiáng)震觀測臺站拾取高精度的連續(xù)地震波形數(shù)據(jù)，通過實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)（地震行業(yè)專線，即SDH方式）傳輸，數(shù)據(jù)到達(dá)臺網(wǎng)中心，臺網(wǎng)中心通過專用軟件對匯集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理產(chǎn)出地震烈度速報(bào)結(jié)果。烈度速報(bào)臺網(wǎng)建設(shè)主要包括強(qiáng)震臺站建設(shè)，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)建設(shè)和臺網(wǎng)中心建設(shè)。

2.2 強(qiáng)震臺站技術(shù)系統(tǒng)

臺站技術(shù)系統(tǒng)硬件設(shè)備包括：力平衡加速度計(jì)、數(shù)據(jù)采集記錄器、GPS接收器、數(shù)據(jù)傳輸裝置、供電避雷設(shè)備。實(shí)現(xiàn)地震信號拾取、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)上傳等功能。

2.3 臺網(wǎng)中心技術(shù)系統(tǒng)

遼寧省烈度速報(bào)臺網(wǎng)中心技術(shù)系統(tǒng)由硬件和軟件技術(shù)系統(tǒng)組成。硬件設(shè)備包括中心服務(wù)器、PC機(jī)及工作站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、打印輸出設(shè)備等。

臺網(wǎng)中心系統(tǒng)軟件在功能上由數(shù)據(jù)管理與服務(wù)系統(tǒng)（SeiMIS系統(tǒng)）、烈度速報(bào)綜合處理系統(tǒng)（Smart）組成。

廣東泰德公司SeisMIS地震數(shù)據(jù)管理及服務(wù)系統(tǒng)能夠獲取最新地震信息；從Internet同步下載最新地震信息；可實(shí)現(xiàn)遼寧省測震波形數(shù)據(jù)與強(qiáng)震臺站波形數(shù)據(jù)同步接收，獲取地震信息；匯集強(qiáng)震數(shù)據(jù)信息，并綜合地對其進(jìn)行分析、存儲、查詢以及發(fā)布。

Smart烈度速報(bào)綜合處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集程序，實(shí)時(shí)采集強(qiáng)震臺站的數(shù)據(jù)和狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)流服務(wù)器程序，轉(zhuǎn)發(fā)和接收實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流，定期存儲實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫；實(shí)時(shí)監(jiān)測程序能夠?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)顯示、監(jiān)測程序，事件觸發(fā)判斷、事件記錄等；自動烈度速報(bào)程序AutoSmart.exe，自動觸發(fā)判斷并生成加速度分析圖與烈度分布圖；數(shù)據(jù)分析處理程序SmaPro.exe，進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析處理、數(shù)據(jù)存儲等；烈度圖繪制程序InterMap.exe可烈度圖繪制及相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)告產(chǎn)出。

2.4 臺網(wǎng)主要功能實(shí)現(xiàn)

臺網(wǎng)中心系統(tǒng)主要功能包括數(shù)據(jù)匯聚和存取、臺站狀態(tài)監(jiān)控、地震烈度速報(bào)、及數(shù)據(jù)處理、共享與服務(wù)等。

2.4.1 強(qiáng)震動數(shù)據(jù)匯集與存儲

強(qiáng)震臺站每間隔10秒自動檢測，當(dāng)檢測到事件時(shí)立即檢索事件的觸發(fā)時(shí)間、峰值加速度等信息，計(jì)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(wǎng)部；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器軟件負(fù)責(zé)存儲通訊服務(wù)器匯集到的強(qiáng)震記錄數(shù)據(jù)。

2.4.2 臺站監(jiān)控與遠(yuǎn)程控制

監(jiān)控平臺通過定時(shí)向烈度速報(bào)部發(fā)送心跳包，當(dāng)遠(yuǎn)端強(qiáng)震動儀故障時(shí)，Web管理服務(wù)器通過web監(jiān)控主頁面報(bào)警；管理員還可以通過web管理服務(wù)器的控制臺管理界面，對臺站設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測與控制、人工智能觸發(fā)、功能檢測和儀器內(nèi)部參數(shù)設(shè)置等。

2.4.3 烈度速報(bào)

當(dāng)區(qū)域內(nèi)發(fā)生地震時(shí)，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(nèi)自動完成烈度圖的自動繪制。

2.4.4 強(qiáng)震動數(shù)據(jù)常規(guī)處理

強(qiáng)震數(shù)據(jù)的常規(guī)處理是通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫內(nèi)的強(qiáng)震記錄，對其進(jìn)行基線、零點(diǎn)校正、加速度仿真速度記錄、波形數(shù)據(jù)的積分、反應(yīng)譜等分析等。

2.4.5 強(qiáng)震動數(shù)據(jù)共享與服務(wù)

臺網(wǎng)部提供了與國家和區(qū)域臺網(wǎng)中心之間的數(shù)據(jù)交流服務(wù)，同時(shí)可對授權(quán)的行業(yè)及社會公眾用戶提供強(qiáng)震動數(shù)據(jù)。

3 烈度速報(bào)系統(tǒng)在燈塔地震中的實(shí)踐

2013年1月23日12時(shí)18分，在遼寧省省遼陽市燈塔市、沈陽市蘇家屯區(qū)交界（北緯41.5°，東經(jīng)123.2°）發(fā)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(shí)程如圖1所示。儀器烈度分布如圖2所示。

4 總結(jié)

該項(xiàng)目的實(shí)施，極大地推動了我省烈度速報(bào)工作建設(shè)進(jìn)程，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，為烈度速報(bào)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性提供了一定技術(shù)保障；遼寧省重點(diǎn)監(jiān)視區(qū)烈度速報(bào)臺網(wǎng)的建成，為將來進(jìn)行震動區(qū)域規(guī)劃打下了基礎(chǔ)；強(qiáng)震動臺站密度有一定提高，但強(qiáng)震動臺網(wǎng)規(guī)模與我國強(qiáng)震動觀測發(fā)達(dá)地區(qū)還有一定的差距。

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[責(zé)任編輯：李書培]