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地震预警震级计算方法研究综述 总被引：7，自引：1，他引：6
地震预警系统是减轻地震灾害的有效手段之一,世界上多个国家和地区都已经建立了地震预警系统,并在实际应用中取得了显著的减灾实效.由于地震预警系统应用中的高度时效性要求,预警震级计算是整个地震预警系统中最重要也是最困难的一部分.本文回顾总结了地震预警研究中采用的一些震级计算方法,并将其归纳为三大类算法:与初始周期相关的算法、与初始幅值相关的算法和与初始强度相关的算法.对每种算法都做了详尽介绍和仔细分析,同时列举出与该算法相关的研究成果.通过对这些算法的分析总结并结合我国地震观测台网的实际情况,作者推荐τc、Pd两种方法作为我国地震预警系统建设中优先采用的两种预警震级算法. 相似文献
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Earthquake early warning (EEW) systems are one of the most effective ways to reduce earthquake disaster. Earthquake magnitude estimation is one of the most important and also the most difficult parts of the entire EEW system. In this paper, based on 142 earthquake events and 253 seismic records that were recorded by the KiK-net in Japan, and aftershocks of the large Wenchuan earthquake in Sichuan, we obtained earthquake magnitude estimation relationships using the τ c and P d methods. The standard variances of magnitude calculation of these two formulas are ±0.65 and ±0.56, respectively. The P d value can also be used to estimate the peak ground motion of velocity, then warning information can be released to the public rapidly, according to the estimation results. In order to insure the stability and reliability of magnitude estimation results, we propose a compatibility test according to the natures of these two parameters. The reliability of the early warning information is significantly improved though this test. 相似文献
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地震预警技术是减轻地震灾害损失的有效手段之一．地震预警系统中,地震震级计算是最重要也是最困难的部分之一．利用日本KiK-net台网和四川汶川余震共142次地震事件的记录,分别采用tau;c和Pd方法统计得到了地震预警震级的计算公式,震级计算的方差分别为0.62和0.56个震级单位．为消除震级计算过程中出现的震级饱和现象,作者拓展了Pd方法,提出了一套对位移幅值连续追踪测定的算法．当时间窗长度为10 s时,采用该方法的震级计算方差仅为0.37个震级单位,充分满足地震预警系统的需求．同时,该方法也实现了信息的连续过渡,提高了对现有信息的利用率．最后,还对位移幅值Pd用于地震动峰值PGV的估计以及不同特征参数间的相容性等内容进行了讨论． 相似文献
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以2016年2月6日我国台湾高雄MS6.8地震中烈度仪观测网的实际记录为研究对象,通过对烈度仪台站的震相捡拾结果精度、峰值地震动衰减关系适用性、预警震级计算结果准确性等3方面的对比分析,研究了烈度仪用于地震预警时的优势和可靠性,并讨论了可能存在的问题和风险.研究结果表明:对于震中附近具有较高信噪比的烈度仪台站,采用现有震相捡拾方法即可获得较准确的震相到时信息;现有的地震动衰减关系并不完全适用于烈度仪台网,直接应用这些关系式时存在一定风险;基于密集布设的烈度仪观测台网,在较短时间即可获取大量信息,采用已有预警震级估算方法的计算结果有较高的准确性. 相似文献
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地震预警是地震减灾工作的重要途径,而震级预估是整个地震紧急预警系统中重要且较为困难的一个环节.目前,世界上多个国家和地区都已建立了各自的地震预警系统,并且形成了特征频率(τ_p和τ_c等)相关和特征振幅(Pd等)相关的两类震级紧急预警的方法,但各有局限性.本文在已有的方法和理论基础上,运用机器学习算法,将日本KIK和KNET台网从2015年至2017年所记录到的843条地震目录,55426条记录作为全数据集,设计、训练出一套用于常见震级范围的机器学习震级预估模型.与已有方法的预估结果相比,机器学习方法不仅使预估的整体误差和方差下降,同时多台联合评估单一地震事件的截面方差也更低.本研究的结果显示了机器学习算法在震级紧急预估问题上具有较广阔的应用前景,同时也为较为复杂的深度学习类算法框架下端到端模型提供了实践基础和研究可能. 相似文献
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地震发生后震级的快速准确估算是确保地震预警减灾效果的最重要部分,而基于经验参数的传统方法在准确性和时效性方面各自存在局限性。通过建立多全连接层卷积神经网络模型,选用日本KiK-net和K-NET台网1997年至2019年记录到的3 065次地震的16万4 547条初至波在3—9 s不同时段的频域数据、对应地震事件的震源信息（震中距和震源深度）以及场地信息（vS30）作为全数据集,对提出的模型进行训练并对估算效果予以评估。结果显示:当初至波截取时段为3 s时,模型震级预测的整体准确率为89.92%,并且随着初至波长度的增大,估算震级的准确率持续提高;当截取时段为9 s时,整体准确率达到96.08%。与传统Pd方法的预估结果相比,结果表明:基于本文提出的多全连接层卷积神经网络模型估算的震级精度有所改善,具有绝对误差标准差和均值更小、时效强等特性,实现了基于单台站记录的端到端震级持续快速估算,能更好地增强地震预警的减灾效果。 相似文献
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2021年2月13日日本福岛县近海发生Mj7.3级地震,触发了日本气象厅地震预警系统,系统在首台触发后5.6s发出震级为Mj6.3级的预警第1报,首台触发后10s对公众发布警报、预警震级为Mj6.4级。基于多类型特征参数输入的机器学习支持向量机震级估算模型（SVM-M）,利用2021年2月13日日本福岛县近海Mj7.3级地震获取的日本K-net强震动观测数据,分析SVM-M模型在该次地震中首台触发初期（首台触发后1~10s）的震级估算效能。结果表明:SVM-M震级估算模型,在首台触发后1s即可给出Mj6.3级的震级估算结果,与日本气象厅在首台触发后5.6s发布的预警第1报震级相同;随着时间窗的增加,首台触发后5s和10s,SVM-M模型的震级估算结果分别是Mj6.7级和Mj6.6级,均大于日本气象厅首台触发后10s对公众发布警报的预警震级。该次地震的离线模拟结果表明:SVM-M模型可在地震发生初期有效提高地震预警震级确定的准确性和时效性。 相似文献
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地震预警定位方法研究 总被引：4，自引：0，他引：4
实时地震定位是地震预警系统中必须解决的关键问题之一.文中在借鉴已有实时地震定位方法的基础上并结合我国台网的实际情况,推导得到一套利用前三/四台P波、S波到时信息进行实时定位的算法.作者选取2000年至2008年问福建省地震监测台网记录到的68个3.0级以上地震对该算法进行验证.研究结果表明,采用文中方法的定位结果具有一... 相似文献
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全国自动地震速报系统综合评估 总被引：1，自引：0，他引：1
通过对2011年1月1日至12月31日的3套独立自动地震定位系统结果进行综合处理,得出中国自动地震综合目录,并与正式速报结果进行对比,得出全国自动地震速报系统综合评估结果,发现该目录对于国内绝大部分5级以上、国外7级以上地震实现整体覆盖,且没有误报发生,可以作为国家台网中心正式地震速报的重要参考,对于建立“自动报～正式报”的两级地震速报制度可提供技术支撑。 相似文献
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提出了一种地震预警信息可靠度检验方法. 针对地震预警系统对信息的高度时效性及准确性要求, 并结合其应用特点, 从地震动记录信噪比、 特征参数相容性、 特征参数协调性及地震预警定位结果可靠性等4个方面对地震预警信息的综合可靠度进行探讨, 并分别提出了相应的可靠度定量计算方法. 利用日本KiK-net台网记录的444个地震事件共4737条三分向加速度记录对上述4个指标参数及综合可靠度指标参数的验证结果表明, 采用本方法有助于提高地震预警信息发布的准确性和可靠性, 减少“漏报”及“误报”事件的发生. 相似文献
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A new prototype system for earthquake early warning in Taiwan 总被引：1，自引：0，他引：1
Nai-Chi Hsiao Yih-Min Wu Li Zhao Da-Yi Chen Wei-Ting Huang Kuan-Hung Kuo Tzay-Chyn Shin Peih-Lin Leu 《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》2011
A new prototype earthquake early warning (EEW) system is being developed and tested using a real-time seismographic network currently in operation in Taiwan. This system is based on the Earthworm environment which carries out integrated analysis of real-time broadband, strong-motion and short-period signals. The peak amplitude of displacement in the three seconds after the P arrival, dubbed Pd, is used for the magnitude determination. Incoming signals are processed in real time. When a large earthquake occurs, P-wave arrival times and Pd will be estimated for location and magnitude determinations for EEW purpose. In a test of 54 felt earthquakes, this system can report earthquake information in 18.8±4.1 s after the earthquake occurrence with an average difference in epicenter locations of 6.3±5.7 km, and an average difference in depths of 7.9±6.6 km from catalogues. The magnitudes approach a 1:1 relationship to the reported magnitudes with a standard deviation of 0.51. Therefore, this system can provide early warning before the arrival of S-wave for metropolitan areas located 70 km away from the epicenter. This new system is still under development and being improved, with the hope of replacing the current operational EEW system in the future. 相似文献
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结合福建地区地震预警系统的运行情况和处理能力, 利用日本KiK-net台网和福建地震台网记录的天然地震事件和人工爆破事件实测数据, 探讨了Pd-τc相容性检验方法在触发事件类型实时判别中应用的可行性． 结果表明, Pd-τc相容性检验方法能够较好地区分大震级地方震与误触发事件, 也能对远震事件进行粗略判别, 但对于小震级地方震和人工爆破事件则无法有效判别． 随后, 以Pd-τc相容性检验结果为基础, 本文设定强度参数Pd=10-3 cm为界线, 即可从众多触发事件中甄选出可能产生破坏的大震级地方震事件． 本文方法有助于提高触发事件类型判别结果的可靠性、 预警系统的处理效率和系统产出信息的准确度． 相似文献
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随着国家地震烈度速报与预警工程的开展,“地震预警”越来越进入公众的视线,国内外关于“什么是地震预警”的问题越来越多,对地震预警技术的解释也多种多样。本文论述了我国地震预警的进展,地震预警的实质和局限性。地震预警实质是地震观测进入密集观测新阶段,地震速报从分钟级发展到秒级超快地震速报,也就是地震警报。由于在地震预警实际应用中受预警盲区和地震强度估算不准确的局限,地震科学家对地震预警技术应用效能的认识也在不断加深和变化,逐步认识了发挥地震预警的警报作用的重要性。同时,地震预警是复杂的社会工程,引导公众认识地震预警的局限性,才能有效发挥减灾效能。 相似文献
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由于常用的均方根值法和噪声功率谱法不能消除不同传感器记录的噪声干扰,为提高噪声水平计算的准确度,本文选用最大概率峰值位移作为背景噪声评估指标。基于可靠的噪声数据,借鉴震级-最大距离监测能力法并考虑预警时效,提出了地震预警最小震级评估方法,系统评估福建三类传感器网及其融合网的地震预警最小震级和预警首报时间。结果表明：测震强震融合网的地震预警最小震级高于单测震网,但明显低于强震网;强震烈度计融合网与单烈度计网的结果相近;三网融合后95%区域的地震预警最小震级约为ML3.2。由于烈度计网比测震和强震网密集,其预警首报时间最短;三网融合相对于单测震网或单强震网,其震后地震预警首报时间得到了明显缩短,预计95%区域的首报时间为4—6 s。本文研究为福建省的台网布局的优化和重点区域监测能力的提升提供了参考依据。 相似文献
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用于地震预警的通用数据采集系统构建 总被引：1，自引：0，他引：1
地震预警作为一种能够有效减轻地震灾害的手段已经被越来越多的国家和地区研究, 并在实际应用中取得了显著的减灾实效。 但是, 这些地震预警系统中都是以秒为单位组织数据包进行传输的, 使得在使用P波前三秒数据进行τc-Pd计算时, 会出现一定的延迟, 尤其是当P波开始位置处于数据包的前半部分时, 延迟会超过0.5 s以上。 另外, 由于现有的地震数据采集系统在同一时刻只能输出一种采样率, 采集到的数据无法在同一时刻用于多种研究目的。 针对这两种情况, 研制了一种适用于地震预警的低延迟数据采集系统, 以100 ms的延迟进行实时数据的传输, 有效提升了预警时间, 最多可增加0.8 s。 同时, 在系统中增加了同步多采样率输出, 使得采集到的数据在同一时刻既可用于全球地震学研究(1 Hz), 又可用于常规地震台站观测(50/100/200 Hz), 提高地震计产出数据的利用率。 相似文献
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Based on our experience in the project REAKT, we present a methodological framework to evaluate the potential benefits and costs of using earthquake early warning (EEW) and operational earthquake forecasting (OEF) for real-time mitigation of seismic risk at nuclear facilities. We focus on evaluating the reliability, significance and usefulness of the aforementioned real-time risk-mitigation tools and on the communication of real-time earthquake information to end-users. We find that EEW and OEF have significant potential for the reduction of seismic risk at nuclear plants, although much scientific research and testing is still necessary to optimise their operation for these sensitive and highly-regulated facilities. While our test bed was Switzerland, the methodology presented here is of general interest to the community of EEW researchers and end-users and its scope is significantly beyond its specific application within REAKT. 相似文献
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对全国自动地震速报系统进行了初步的评估. 通过2010年1月1日—2011年12月31日的自动定位结果与全国正式目录的对比, 分别得出了3套自动定位系统总体误差以及全国和全球的误差插值图, 并对结果进行了总结. 同时, 还针对3套自动定位系统的漏报和误报情况进行了分析和讨论. 总体来说, 现阶段自动地震速报系统整体上对于首都圈地区M≥3.0, 国内其它地区M≥4.0(部分台站稀疏的西部地区M≥5.0), 国外M≥7.0的地震基本可以达到全面覆盖的程度, 可以作为正式地震速报的参考, 对于建立“自动报—正式报”的两级地震速报制度能提供有力的技术支撑. 相似文献
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收集2015年1月—2020年8月地震自动速报综合触发系统的全部产出结果,选取国内天然地震事件结果共计1863条,与正式速报目录结果进行对比研究。研究结果显示,自动速报系统所产出的地震参数较正式速报目录发震时刻平均偏差约2s,震中位置平均偏差约8km,震源深度平均偏差约9km,震级绝对平均偏差约0.25,偏差均值为自动速报结果较正式速报结果偏大约0.1。到达产出震级标准的漏报地震事件176个,其主要原因为区域台站稀疏、台站分布不均匀、大震或前震尾波干扰等,未发生误报事件。发震时刻、震中位置和震源深度偏差较大事件的分布与漏报事件类似,多发生于台站密度较低、台站分布不均匀和速度模型与实际差异较大的地区。震级偏差主要与地震事件震级大小和震中所在位置有关,对于3.0≤M<5.0的地震事件,产出震级最为稳定,而对于M≥6.0的地震,震级结果可靠性较低;此外,震级偏差的大小与区域分布并无明显关系,但偏差方向具有区域特征。通过对自动速报系统运行情况的统计分析,提出了关于自动速报系统改进与完善的建议,有助于提高自动速报系统的应用效果。 相似文献
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DEVELOPMENT OF EARTHQUAKE EMERGENCY DISASTER INFORMATION PRE-EVALUATION DATA BASED ON KM GRID 
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下载免费PDF全文 After an earthquake, earthquake emergency response and rescue is one of the effective ways to reduce casualties from the earthquake. Earthquake emergency disaster information is one of crucial factors to effectively guide the rescue work. However, there is a "black box effect" on the emergency disaster information acquisition after an earthquake, which means real-time earthquake disaster information is insufficient. Hazard estimates are usually used as a substitute for the real-time disaster information in the "black box" period. However, it is subject to the accuracy and speed of the estimation.
The development of the km grid technology provides good prospect to solve this problem. The paper suggests to develop earthquake disaster information pre-estimation data with the support of the km grid technology. The definition and source of the pre-estimation data are introduced and its possibility in improving the estimation speed and accuracy are analyzed theoretically.
Then, we elaborate the calculation model of the pre-estimation data. The framework of the model includes disaster-bearing body data, disaster-causing factors used in calculation and calculation formula. The disaster-bearing body data in km grid format are introduced, including population data in km grid format and building data in km grid format. Then the four elements of the earthquake(earthquake occurrence time, earthquake location, earthquake magnitude and focal depth)are selected as disaster-causing factors for calculation. Map algebra method is used to realize the calculation model in which calculation parameters are associated with base map in the km grid format. So the pre-estimation data are developed by python and ArcGIS, which includes building damage dataset(100 layers), death toll dataset(10 layers)and direct economic loss dataset(5 layers).
Finally, the pre-estimation data based method for earthquake emergency disaster information estimation is presented. With the support of this method, two real earthquake cases are used to validate the effect of the pre-estimation data. The validation results show the pre-estimation data can not only significantly improve the speed of the estimation but also greatly improve the accuracy of the estimation. Another good result is found in the validation process that with the support of the pre-estimation data, the estimated result can display the spatial distribution of the disaster information, which will effectively aid earthquake emergency response and rescues. 相似文献