姜金征 蔣 越 惠 楊

（遼寧省地震局，遼寧 沈陽 110034）

遼寧省重點監(jiān)視防御區(qū)烈度速報臺網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

姜金征 蔣 越 惠 楊

（遼寧省地震局，遼寧 沈陽 110034）

遼寧省重點監(jiān)視防御區(qū)烈度速報臺網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)，強震動臺站數(shù)據(jù)通過地震行業(yè)專線實時傳輸，由臺網(wǎng)中心技術(shù)系統(tǒng)實現(xiàn)了強震臺站波形數(shù)據(jù)自動存盤、臺站狀態(tài)監(jiān)視與控制、地震烈度速報、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)共享及實現(xiàn)系統(tǒng)服務(wù)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(yīng)急救援時間；其二，有效提升了我省烈度速報臺網(wǎng)實現(xiàn)自動化管理，以及提高臺網(wǎng)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(zāi)實踐中的作用。

烈度速報；技術(shù)系統(tǒng)；強震動；自動化；實時傳輸

0 引言

隨著各國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和人們對強震動觀測的深入認(rèn)識，世界各國尤其是美國、日本、墨西哥等國家和地區(qū)，對強震觀測臺網(wǎng)的建設(shè)投入逐漸增加。隨著強震動觀測數(shù)字化的發(fā)展，建設(shè)強震觀測臺網(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)外強震動觀測發(fā)展潮流，據(jù)我省實際需要，對遼寧沈陽－營口－大連地區(qū)強震臺站加密，平均臺距28公里左右，分布均勻，區(qū)域內(nèi)臺站全部實現(xiàn)專線實時傳輸。

1 臺網(wǎng)布局及總體目標(biāo)

2013年遼寧省建成了由1個臺網(wǎng)中心臺網(wǎng)部，55個烈度速報強震臺站組成的烈度速報臺網(wǎng)。烈度速報臺網(wǎng)采用遼寧移動公司的2M SDH光纖通過實時網(wǎng)絡(luò)傳輸方式將信號傳送到臺網(wǎng)中心臺網(wǎng)部，實現(xiàn)數(shù)據(jù)接收及存取、數(shù)據(jù)處理、人機數(shù)據(jù)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(qū)，實現(xiàn)破壞性地震發(fā)生后30分鐘內(nèi)地震烈度速報，為抗震救災(zāi)提供依據(jù)。

2 技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計及功能實現(xiàn)

2.1 技術(shù)系統(tǒng)總體架構(gòu)

地震速報實現(xiàn)必須有強震觀測臺站、實時傳輸系統(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)，通過實時傳輸系統(tǒng)（地震行業(yè)專線，即SDH方式）傳輸，數(shù)據(jù)到達臺網(wǎng)中心，臺網(wǎng)中心通過專用軟件對匯集的數(shù)據(jù)進行分析處理產(chǎn)出地震烈度速報結(jié)果。烈度速報臺網(wǎng)建設(shè)主要包括強震臺站建設(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、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；可實現(xiàn)遼寧省測震波形數(shù)據(jù)與強震臺站波形數(shù)據(jù)同步接收，獲取地震信息；匯集強震數(shù)據(jù)信息，并綜合地對其進行分析、存儲、查詢以及發(fā)布。

Smart烈度速報綜合處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集程序，實時采集強震臺站的數(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)和接收實時數(shù)據(jù)流，定期存儲實時數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫；實時監(jiān)測程序能夠?qū)崟r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)報告產(chǎn)出。

2.4 臺網(wǎng)主要功能實現(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、及數(shù)據(jù)處理、共享與服務(wù)等。

2.4.1 強震動數(shù)據(jù)匯集與存儲

強震臺站每間隔10秒自動檢測，當(dāng)檢測到事件時立即檢索事件的觸發(fā)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(wǎng)部；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器軟件負(fù)責(zé)存儲通訊服務(wù)器匯集到的強震記錄數(shù)據(jù)。

2．4．2 臺站監(jiān)控與遠程控制

監(jiān)控平臺通過定時向烈度速報部發(fā)送心跳包，當(dāng)遠端強震動儀故障時，Web管理服務(wù)器通過web監(jiān)控主頁面報警；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)備實現(xiàn)遠程狀態(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

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

2．4．4 強震動數(shù)據(jù)常規(guī)處理

強震數(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(shù)據(jù)的積分、反應(yīng)譜等分析等。

2．4．5 強震動數(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)，同時可對授權(quán)的行業(yè)及社會公眾用戶提供強震動數(shù)據(jù)。

3 烈度速報系統(tǒng)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(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(jié)

該項目的實施，極大地推動了我省烈度速報工作建設(shè)進程，達到國內(nèi)領(lǐng)先水平，為烈度速報的及時性、準(zhǔn)確性提供了一定技術(shù)保障；遼寧省重點監(jiān)視區(qū)烈度速報臺網(wǎng)的建成，為將來進行震動區(qū)域規(guī)劃打下了基礎(chǔ)；強震動臺站密度有一定提高，但強震動臺網(wǎng)規(guī)模與我國強震動觀測發(fā)達地區(qū)還有一定的差距。

［1］李永振，翟文杰，于沈平，等．遼寧省數(shù)字強震臺網(wǎng)建設(shè)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(wǎng)的地震應(yīng)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(shù)字強震動臺網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[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(xué)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(zāi)防御技術(shù),2015,10(4):925-932.

［責(zé)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(jiān)測預(yù)報和強震觀測等。