杜廣寶　劉敬光　鄒立曄　梁姍姍

(中國地震臺網(wǎng)中心， 北京100045)

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省級測震臺網(wǎng)速報評比的自動化實現(xiàn)*

杜廣寶劉敬光鄒立曄※梁姍姍

(中國地震臺網(wǎng)中心， 北京100045)

為了提高測震臺網(wǎng)速報評比工作效率， 國家地震臺網(wǎng)中心依據(jù)《地震速報技術(shù)管理規(guī)定(2015修訂版)》， 開發(fā)了省級臺網(wǎng)速報評比軟件QUET， 實現(xiàn)了臺網(wǎng)速報評比自動化， 并為準確而高效地完成速報評比任務(wù)， 乃至今后測震臺網(wǎng)和臺站評比的日?；芾矶嫉於嘶A(chǔ)。 本文闡明了QUET軟件的設(shè)計思路， 描述了其功能和結(jié)構(gòu)， 并對軟件各模塊予以介紹， 最后對軟件應(yīng)用情況進行了簡要說明。

速報； 評比； 自動化

引言

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

為了提高臺網(wǎng)速報評比工作效率， 國家地震臺網(wǎng)中心依據(jù)《地震速報技術(shù)管理規(guī)定(2015修訂版)》， 開發(fā)了省級測震臺網(wǎng)速報評比軟件QUET (QUick report Evaluation Tool)， 初步實現(xiàn)了臺網(wǎng)速報評比自動化， 并為該評比任務(wù)的日常化乃至各項評比任務(wù)的自動化奠定了基礎(chǔ)。

本文通過對臺網(wǎng)速報評比工作的需求分析， 闡明了QUET軟件的設(shè)計思路， 描述了其功能和結(jié)構(gòu)， 并對軟件的各模塊予以介紹， 最后對軟件在國家臺網(wǎng)中心的應(yīng)用情況進行了簡要說明。

1　臺網(wǎng)速報評比工作概述

測震評比工作包括臺網(wǎng)和臺站兩個系列， 每個系列又包括速報、 編目和運行等3項內(nèi)容(見圖1)， 目前， 每年在全國范圍內(nèi)開展一次。 臺網(wǎng)速報評比通常首先將全年地震速報目錄與統(tǒng)一編目(正式報)結(jié)果進行對比， 然后對每一個事件逐一判斷速報類別， 繼而依次對地震的速報用時、 基本參數(shù)進行判別， 并給出得分， 最后得到綜合成績(見圖2)。

圖1　各系列評比項目示意圖

臺網(wǎng)速報評比工作已開展多年， 使各臺網(wǎng)的速報水平和數(shù)據(jù)質(zhì)量都有了較大的提高。 盡管效果顯著， 但其目前耗費人力和時間都較多， 而且還會因出現(xiàn)人為的判斷誤差， 而影響評比進程。 所以， 我們有必要開發(fā)一套工具軟件， 促使這項工作能夠自動化、 規(guī)范化。 同時， 我們所依據(jù)的《地震速報技術(shù)管理規(guī)定》要求明確， 具有很強的可操作性， 從而使省級測震臺網(wǎng)速報評比的自動化實現(xiàn)成為可能。

圖2　臺網(wǎng)速報評比工作流程圖

2　軟件的功能和結(jié)構(gòu)

2.1設(shè)計思路

QUET軟件的設(shè)計思路是： 從實際速報評比工作出發(fā)， 遵循《地震速報技術(shù)管理規(guī)定》， 使用shell腳本進行開發(fā)， 通過速報目錄和正式目錄的匹配和地震類型的判定， 進行速報用時、 地震基本參數(shù)等各分項成績測算， 最終完成綜合成績的計算， 旨在將復(fù)雜的評比過程程序化、 自動化， 實現(xiàn)評比成績的自動測算， 提高工作效率和準確性。

2.2主要功能

QUET軟件主要實現(xiàn)了以下功能：

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

(2) 速報地震評比類別判定——根據(jù)速報用時和地震參數(shù)， 判斷速報目錄的類別， 包括是否參評等。

(3) 地震速報的分項成績和綜合成績的自動測算——根據(jù)速報用時、 基本參數(shù)等， 分別給出速報用時、 發(fā)震時刻、 震中位置、 震級、 震源深度、 地名等各分項的成績， 進而進行綜合成績的測算。

2.3基本結(jié)構(gòu)

依據(jù)軟件設(shè)計思路和需要實現(xiàn)的功能， QUET軟件可以分為4個基本模塊(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——用于速報目錄與統(tǒng)一編目(正式報)的對比和匹配；

(2) 速報類別判定模塊get_type——用于判斷速報目錄的類別；

(3) 分項成績測算模塊calculate_subscore——用于逐一測算速報用時、 發(fā)震時刻、 震中位置、 震級、 震源深度、 地名等各分項的成績；

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

shell腳本對于過程性任務(wù)和文本數(shù)據(jù)具有較強的處理能力[2]。 我們利用這一點， 將以上4個模塊連綴起來， 構(gòu)成一個有機整體， 共同完成臺網(wǎng)速報評比的全部任務(wù)。

3　主要模塊介紹

3.1目錄匹配模塊

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

3.2速報類別判定模塊

在評比過程中， 每一條速報地震都要判斷其類別及是否參評。 速報類別一般根據(jù)本省所定鄰省地震的震級以及震中與本省邊界的距離， 分為I、 II和III類。 不同類別地震的評比精度要求不同。 get_type還調(diào)用了distance子模塊， 用于速報震中與省界最短距離的計算和判定。 例如， 經(jīng)過速報類別判定模塊get_type的計算， 2015年3月30日貴州劍河縣M5.4地震， 重慶臺網(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分項成績測算模塊

臺網(wǎng)速報評比包括速報用時、 發(fā)震時刻、 震中位置、 震級、 震源深度、 地名等分項， 分項成績測算模塊calculate_subscore對每一個地震的各個分項成績分別進行計算。 該模塊將速報結(jié)果和正式報結(jié)果的對應(yīng)項目一一對比， 根據(jù)規(guī)則給出相應(yīng)分數(shù)。 其中， 震中位置分項成績同樣通過對distance子模塊的調(diào)用來實現(xiàn)； 而震級成績的測算則使用mag子模塊， 根據(jù)《地震速報技術(shù)管理規(guī)定》的要求， 先將震級統(tǒng)一換算為M震級再比較[3-4]。

3.4綜合成績測算模塊

綜合成績測算模塊calculate_genscore首先根據(jù)各分項成績測算本次速報的得分， 再得到影響因子、 速報速度加分等， 從而給出每個地震的綜合得分， 最后按照臺網(wǎng)分組， 計算每個區(qū)域臺網(wǎng)的平均分， 即臺網(wǎng)速報綜合成績。 由此， calculate_genscore模塊又可進一步分為速報事件得分計算event_score、 影響因子計算factor、 速報速度加分計算bonus和綜合成績計算gen_score等4個子模塊。 通過這4個子模塊的計算， 完成綜合成績的計算工作。

4　結(jié)束語

省級測震臺網(wǎng)速報評比軟件QUET實現(xiàn)了臺網(wǎng)速報評比的自動化。 我們使用QUET軟件， 對2015年的評比成績進行了測算。 經(jīng)過核對， 其結(jié)果與人工計算的結(jié)果一致， 并在節(jié)省大量人力的情況下， 準確、 快速地得到了完整的全國臺網(wǎng)速報評比成績。 因此， QUET軟件的開發(fā)為高效完成速報評比任務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)， 甚至使今后測震臺網(wǎng)和臺站日常化管理的評比成為可能。

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

[1] 劉瑞豐， 高景春， 陳運泰， 等．中國數(shù)字地震臺網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展． 地震學(xué)報， 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)標準(DB/T 17740-1999)： 地震震級的規(guī)定． 北京： 地震出版社， 2015

[4] 劉瑞豐， 陳運泰， 任梟， 等． 震級的測定． 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