预警地震在地震预测中的意义

对新疆1970-2002年地震资料以不同范围、不同震级进行全时空扫描。结果表明,新疆台网监测能力较好地区绝大多数6级以上地震前地震活动关联图较为清晰。提出了预警地震的概念,认为预警地震在短临预报方面有一定的作用。

预警地震

共振是一种普遍现象 ,在地震事件中也存在 .当一个大震爆发时 ,其地震波将引起一个已到了孕震晚期的震源体共振 .地震波被吸收的能量一般并不多 ,但却可以作为孕震进程的一种标志 ,即预警信号 .发出信号的大震称为预警地震 .地震波是各向异性的 ,在地震带、纬度和经度的方向占有优势 .一些毁城巨震 ,如唐山 7.8级、海原 8.5级和日本关东8.2级等地震 ,原来都存在着预警地震 .

基于支持向量机的现地地震预警地震动峰值预测

以0.1~10Hz带通滤波后三分向矢量合成地震动峰值PGA与PGV为预测目标参数,利用日本K-net强震台网P波触发后3s数据,基于人工智能中的经典机器学习方法-支持向量机,选取加速度幅值Pa、速度幅值Pv、位移幅值Pd、傅里叶谱幅值AMmax、速度平方积分IV2、破坏烈度DI、累积绝对速度CAV、阿里亚斯烈度Ia这8种特征参数构建地震动峰值预测模型。结果表明,对比常规的Pd预测模型,建立的支持向量机PGA与PGV预测模型,在测试数据集及随机选取2次震例数据集上计算得到的预测值与实测值更趋近1∶1比例关系,且PGA与PGV的预测值误差不受震中距变化的影响,PGA与PGV预测时的低值高估与高值低估现象也得到了改善。构建的支持向量机预测模型可用于现地地震预警地震动峰值、即仪器地震烈度的预测。

用纳米传感器预警地震

这几年，地震的乌云在我们头上挥之不去，每次看到电视里震后灾区的画面都不禁悲从中来。无数的楼房垮塌让很多生命离开我们，这些甚至只是短短几秒钟的事。始终没有预测也就罢了，为了在地震来时保护自己的安全，我们还会学习很多逃生的方式——但问题在于，有数据显示地震来时房子垮塌就在几秒到几十秒之内，真能从快要坍塌的多层楼房跑出来的几率实在太小。

日本地震预警业务规定和技术系统发展历程及最新进展

日本地震预警业务规定和技术系统近年来依然在不断更新发展。2023年2月1日起,日本地震预警发布内容中正式加入长周期地震动预测信息。2015年以来海底观测网相继纳入预警系统,有效缩短了发生在日本海沟沿岸地震的预警首报发布时间。2018年引入PLUM法,使系统在传统方法失效时也能够作出地震动预报。目前正在重点解决地震动预测过大情况依然时有发生的问题,日本气象厅在2023年底前后引入一体化集成IPF法以降低预测地震动过大比率。当前日本地震预警技术和应用发展中遇到的一些问题,以及设想的未来重点发展方向,也是我国地震预警发展的有益参考。

基于地震P波初至2 s功率信息的高速铁路地震预警系统快速震级估算方法

震级估算是高速铁路地震预警系统的关键技术参数,更加快速、准确的震级估算模型能够更好地保障人民的生命财产安全。利用日本K-net强震动数据,建立基于地震P波到达后携带功率信息的地震动衰减模型并用于震级估算,并将本文算法与传统算法对比。结果表明,在1~5 s的时间窗下,模型的震级估算误差均明显小于传统的方法,且小震高估现象也明显改善;随着时窗长度的增加,模型的震级估算误差及标准差也逐渐降低,实现率也逐步提升,在1 s的时窗长度下,模型的单台震级估算实现率满足规范要求;对7级以下地震,模型的震级估算实现率可在地震P波到达1 s后满足规范要求;对7级以上地震,模型的震级估算实现率可以在地震P波到达2 s后满足规范要求。

基于分形维数的高速铁路地震预警系统地震P波震相识别方法

为更好保障高速铁路的运营安全,高速铁路地震预警系统的实施十分必要。5级以下的小震事件占据地震事件的95%以上,提高高速铁路预警系统在小震震相识别的速度与精度能有效保障高铁安全运营。提出一种基于分形维数的地震震相识别算法,优化传统分形维数的计算方法,提高分形维数的计算速度。引入分形斜率曲线并划分为4个阶段,分析临界点的分形斜率特征,通过识别分形斜率极值时刻判断地震波精准到达时刻。提出的算法平均误差达到0.006 3 s,标准差达到0.043 8 s,满足高速铁路地震预警系统的时效性和准确度要求。

基于机器学习预测模型的现地警报级别地震预警试验——以2022年9月5日四川泸定6.8级地震为例

2022年9月5日12时52分四川省甘孜州泸定县发生6.8级地震,造成严重的经济损失和人员伤亡.本文利用此次地震中台站记录到的强震动数据,离线模拟基于机器学习预测模型的现地警报级别地震预警方法.该方法首先构建基于支持向量机的震级预测模型与现地地震动速度峰值(peak ground velocity,PGV)预测模型,而后将每个台站的震级和PGV预测值分别与震级阈值5.7和PGV阈值9.12 cm·s^(-1)做比较,进而得到现地警报级别(0,1,2,3),并用于判断台站附近是否发生潜在破坏.其中,警报级别3为预测震级和预测PGV都超过了阈值,表明在该台站附近有潜在地震破坏且震级偏大.此次地震的离线模拟结果表明:使用P波到达后3 s时间窗,基于支持向量机震级预测模型的单台震级估计标准差为0.35、平均绝对误差为0.27;基于支持向量机PGV预测模型的现地PGV预测标准差为0.34、平均绝对误差为0.32;震级估计误差和PGV预测误差主要分布在±2倍标准差范围内.在不考虑数据打包与传输延时的条件下,地震烈度Ⅶ度区域内的触发台站在震后8 s几乎都发布了警报级别3.在此次地震的震后初期,基于机器学习预测模型的现地警报级别地震预警方法可以得到可靠的警报预测结果,并为中国地震预警系统升级提供了潜在参考.

广东地震预警网三类站环境地噪声水平评估

对广东地震预警网71个基准站、201个基本站、900个一般站进行环境地噪声计算,整体评估结果良好,符合国家规范观测要求,具体为:基准站测震通道噪声水平位于NHNM和NLNM之间,远低于M1.5振幅谱模型,RMS值集中于10^(-9)至10^(-8) m/s数量级,65个I级基准站评定为优质台站;基准站强震通道噪声水平普遍都低于M1.5,接近NHNM,RMS值集中于10^(-7)~10^(-6) m/s^(2)数量级;基本站噪声水平普遍都低于M2.5,RMS值集中于10^(-6)~10^(-5) m/s^(2)数量级;一般站噪声水平低于M3.5,RMS值集中于10^(-4) m/s^(2)数量级。大部分一般站、部分基准站强震通道和少量基本站,其噪声主要体现出来的是仪器固有自噪声,如应用于背景噪声互相关分析研究是无意义的。此外,一般站普遍存在垂直分量噪声显著高于水平分量(大约高出0.5倍),这是烈度仪性能引起的。

江苏地震预警信息服务系统分析

对国家地震烈度速报与预警工程江苏预警信息服务系统进行了介绍,分析了2023年6月系统试运行以来的预警信息发布情况。结果显示,预警信息发布的主要延时存在于地震发生到国家一级融合决策系统正式发布预警信息的过程,最短延时为4 s,平均延时为14.358 6 s,江苏省预警系统的预警信息发布各环节延时较少,平均总延时不超过0.9 s,Ⅱ类省级预警中心所在地发生地震后,预警信息发布时延会略长于Ⅰ类。整体来看,江苏地震预警信息服务系统满足时效性要求并具有良好的稳定性,在省预警项目建设完成后,将实现省内破坏性秒级地震预警信息发布与示范服务。

基于机器学习和迁移学习的地震预警震级估计

震级估计是地震预警的重要环节之一。快速且可靠的震级估计可以为地震预警系统提供有效的地震预警信息。传统的地震预警震级估计方法主要利用从P波信号中提取单一的特征建立震级估计经验预测方程,且震级估计误差较大。为了提高地震预警震级估计的可靠性以及探索机器学习方法在中国川滇地区地震预警震级估计的可行性,基于日本K-NET台网记录的强震动数据建立用于震级估计的机器学习预训练模型(CRnet-M),CRnet-M模型结合了卷积神经网络和循环神经网络;结合迁移学习和中国川滇地区的强震动数据,对预训练的CRnet-M模型进行微调和训练,进而建立了用于中国川滇地区的震级估计模型(TLCRnet-M)。研究结果表明:对于日本的测试数据集,在P波触发后3 s,和传统的地震预警震级估计方法相比,预训练的CRnet-M模型有更小的震级估计误差,且绝对误差在0~0.5震级单位范围内的百分比达到了86.89%;对于川滇地区的测试数据集,在P波触发后3 s,和传统的地震预警震级估计方法以及未使用迁移学习的CRnet-M模型相比,使用迁移学习的TLCRnet-M模型提高了震级估计的可靠性,且绝对误差在0~0.5震级单位范围内的百分比为76.25%。方法在一定程度上提高了地震预警震级估计的可靠性,且对于地震预警系统有一定意义。

山西台网地震预警系统和测震台网数据对比分析

收集整理2021年9月至2023年1月山西及邻省所有触发的地震预警事件,针对山西预警JEEW和EEW两套系统产出预警参数和测震数据统一编目数据,从发震时刻、震级、震中位置和震源深度几方面进行对比分析。总体来说,山西地震预警区内地震预警参数基本稳定,可满足山西地震预警条件。

地震重大工程建设项目档案管理实践——以山西地震预警工程项目为例

地震是对人类生存安全危害最大的自然灾害之一,地震监测是地震科学研究的基础,是开展地震预测预警探索、有效震灾预防和地震应急救援的基础。根据中国地震局安排部署,山西省地震局目前参与实施了“中国数字地震监测系统”“中国数字地震观测网络”“中国地震背景场建设”“国家地震烈度速报与预警工程”“‘一带一路’地震监测台网项目”5项地震监测建设工程项目,形成了大量的地震重大工程建设项目档案。笔者以国家地震烈度速报与预警工程-山西子项目(以下简称“预警工程项目”)为例,重点介绍此类档案的特征及其收集管理方法和取得实效。

辽宁地震预警系统效能检验——以2022年9月19日辽宁盖州海域M3.0地震为例

2022年9月19日辽宁盖州海域M3.0地震是辽宁地震预警系统部署完成后发生在预警区内的首个3.0级地震。通过对本次地震JEEW和EEW两套地震预警超快定位模块产出结果与中国地震台网正式目录结果进行偏差分析,得到以下几点结论:(1)JEEW和EEW两套预警超快定位模块对于辽宁盖州海域地震定位的发震时刻、震中位置结果较好,可以作为预警发布结果对外推送;(2)辽宁地震预警系统对于预警区边缘地带地震事件的定位比较可靠;(3)辽宁预警系统在震后11.1秒时给出预警发布结果,预警信息产出速度符合要求;(4)地震预警震级可能存在偏小的风险,需要后续开展预警台站场地校正、区域量规函数计算等相关工作,以减小场地带来的测定震级的偏差,提高单台特别是首台测定震级的准确性。

大同、朔州地震预警基准、基本站运行质量分析

2015年以来,我国为加快推进地震预警技术体系建设,在全国范围内启动“国家地震烈度速报与预警工程”建设工作,其中在大同、朔州新建地震预警基准、基本站33个,新建一般站146个。为深入了解新建基准、基本站运行状况,本文对各站点试运行以来运行情况和台基噪声、地震记录及地震预警触发等情况进行分析。结果显示,各站点运行状况良好,运行率呈稳定上升趋势,延时率呈稳定下降趋势,站网总体观测环境噪声、波形记录、地震预警触发良好,山西地区地震预警初见成效。

山西省地震预警区域网的运行与分析

山西省地震预警区域通信网络已运行两年多,通过对网络运行情况、通信链路的运行率、故障原因等进行系统分析,得出网络故障主要包括线路类、供电类、设备类和其他类,其中线路类故障占比最高,达72%,并针对不同的故障给出相应的故障处置措施。采用网络运行监控系统可在第一时间发现故障,有效提高地震预警网络的运行质量,保障地震预警业务系统的可靠稳定运行,提高地震速报预警的时效性。

地震预警信息服务策略探讨

地震预警信息服务策略是减轻地震灾害损失的关键手段。从预警信息的接收策略、发布策略、响应策略以及策略的具体设置等方面展开探讨。对于预警信息的接收策略,就发布系统高效、准确地接收上游融合系统推送的地震预警信息进行分析;针对信息发布策略,探讨策略阈值过高和过低的设定问题,以确保信息发布的准确性和有效性,介绍了终端设备的响应策略和信息更新原则;借鉴美国、日本等国家的先进经验,结合天津市本地实际情况,制定符合本地需求的地震预警信息发布及响应策略。该策略不仅能够满足天津及周边地区有感地震的预警信息发布需求,还能有效应对远场大震的信息发布。通过有效实施以上策略,能够显著提升地震预警信息服务的实效性,为减轻地震灾害损失提供有力支持。

国家中心地震烈度速报与预警技术平台

震后快速获取发震信息和灾区受灾情况,对于降低生命和财产损失、震后灾害评估和救援决策至关重要。得益于国家地震烈度速报与预警工程的实施,中国地震台网中心建立了国家中心地震烈度速报与预警技术平台。通过该平台汇集并交换全国预警实时波形,分析、判断、加工实时波形数据,及时产出地震预警、烈度速报、地震基本参数和震源参数等信息产品,并将其推送到紧急信息服务系统,实现秒级地震预警、分钟级参数速报和烈度速报,在泸定MS6.8等强震袭来时均成功发布预警信息,为防震减灾及应急救援等提供有力保障。本文详细介绍该平台的整体情况及其所包含的分系统功能,并讨论目前平台的技术特性和需要改进的问题。

中国地震预警技术测试平台建设与应用

为解决国内地震预警专业软硬件稳定性和可靠性不足、列装测试不充分的技术难题,尽可能降低地震预警系统运行的风险,建设了专业化的中国地震预警技术测试平台。该平台构建了软件和硬件两大测试系统,明确了测试方法、测试用例、测试流程和评价指标,具备在线功能测试、离线回溯测试、预警信息测试和信息安全测试等功能模块。通过系统性测试和综合评估测试结果,为地震预警专业软硬件完善和升级提供科学依据,筑牢地震预警系统的安全防线。

国家地震烈度速报与预警工程融合决策平台建设

为满足国家地震烈度速报与预警工程(以下简称“国家预警工程”)紧急地震信息对外服务要求,针对国家预警工程建设多算法多中心融合决策的主要技术难题,结合地震监测学科的技术发展现状和学科管理需求,地震监测预警业务系统迫切需要一个用于地震预警、参数速报和烈度速报分系统产出一套全国统一结果的融合决策平台。在国家预警工程定制软件项目实施过程中,建设了国家地震烈度速报与预警工程融合决策平台,其作为国家预警工程数据处理系统与紧急地震信息服务系统之间的关键信息通道,负责汇集融合国、省两级多中心地震预警和速报分系统的多套处理算法的处理结果,进行多个处理结果的同一地震事件判断及其可靠性判定,基于多个策略的信息优选和融合决策处理,产出融合决策后唯一、可靠、及时和准确的预警和速报信息结果。该结果经紧急地震信息服务系统的发布平台对外发布,社会公众、政府机构和特定专业用户可以基于收到的地震预警和速报信息进行防灾避险或应急救援。