專利名稱：兼顧現地法預警和異地法預警優點的新型地震預警方法
技術領域：
本發明涉及地震監測預警領域，具體是一種兼顧現地法預警和異地法預警優點的新型地震預警方法。
背景技術：
地震是一種破壞性很強的自然災害，2008年的汶川地震和2010年的玉樹地震都見證了其強大和不可預期的破壞力。地震引起的地震波包括縱波、橫波和面波等震相。一般來說，地震縱波不具有破壞性，具有破壞性的是地震橫波和面波。鑒于地震橫波的速度慢于地震縱波，而后者又大大慢于無線電波，早在1868年就有美國地震專家提出利用這種傳播速度的差別進行地震預警， 其目的是在地震橫波到達之前給出警報。具體來說，按照地震監測儀的布設方式，地震預警一般分成二種現地法(On-site)預警和異地法(Front detection)預警。現地法預警是在預警目標區域內布設地震監測儀(可稱為現地法預警監測儀)，它利用在地震發生后，地震縱波先到達目標區，而橫波隨后再到的原理進行預警。其優點在于只需要在預警目標區域內安裝地震監測儀，設置簡單，并由于算法相對簡單、又沒有通信延遲等耗時過程，在極震區都能給出預警信號，且當震源深度大于IOKm(該值是依據地震波的傳播速度差別獲得的理論值)時沒有預警盲區。其劣勢在于1、由于該方法僅僅利用了地震縱波與橫波之間的速度差，因此該方法的預警時間較短；2、當地震縱波到來后，難于有其它信息來源來輔助實現對震中位置的估計，無法估計震中位置，但由于對地震震級的估算需要震中距，因而現地法預警也就難于預估地震震級、烈度、破壞性地震波到達的時間等關鍵信息。另外，預警目標區域內布設的現地法預警監測儀可以進行聯網構成現地法預警監測網絡，使現地法預警監測儀相互間進行信息交互，用以提高現地法預警監測儀監測結果的可靠性，消除地震預警中的誤警和漏警，例如專利號為ZL200910073814. 7的中國專利公開的“地震烈度監測報警控制方法及系統”。異地法預警是在一區域(例如一個省份、或者地區、或國家、或一條鐵路線)內按一定密度布設地震監測儀，構成異地法監測預警網絡。利用電磁波傳播速度遠遠大于地震波傳播波速、以及地震縱波傳播速度大于后繼破壞性地震波(橫波和面波)傳播速度的特點，在地震發生后，地震發生地附近的地震監測儀實時監測地震波的初期信息(即初至波-地震縱波)上傳至監測臺站，由監測臺站快速估計地震參數并預測地震對周圍地區的影響程度，搶在破壞性地震波到達震中周圍的監測區之前，發出預警信息-破壞性地震波的強度和到達時間。目前，墨西哥已應用異地法監測預警網絡，并已在1995年地震中對墨西哥城的地震減災發揮了實效；而日本也已經建成了能向公眾發布預警信息的全國性異地法監測預警網絡/系統；對于國內來說，中國地震局及其屬下各研究機構也已開始對異地法預警進行深入研究。異地法預警具備對于離震中遠的區域的預警時間長的優點，但由于異地法預警避免不了地震監測儀對監測信息數據打包傳送到監測臺站造成的通信延遲時間、網絡/系統運算時間等延遲，因此異地法預警避免不了震中附近的預警盲區，極可能使得極震區不能獲得預警信號。特別是在有限的財力下，地震監測儀布設的密度不夠，使得異地法預警存在的預警盲區還是比較大的。例如在日本具有較高地震監測儀密度(地震監測儀間距約20Km)的預警監測網絡/系統中，其預警盲區大約是以震中為中心、半徑約為 30-40Km的區域。
發明內容
本發明為了解決現地法預警方法難于預估地震關鍵信息、而異地法預警方法又存在預警盲區的問題，提供了一種兼顧現地法預警和異地法預警優點的新型地震預警方法。本發明是采用如下技術方案實現的兼顧現地法預警和異地法預警優點的新型地震預警方法，在異地法監測預警網絡基礎上實現，異地法監測預警網絡所屬的地震監測儀 Ai布設于整個監測范圍(例如一個省份、或者地區、或者整個國家、或一條鐵路線)，且異地法監測預警網絡所監測范圍內的重點監測區域(例如化工廠、高速鐵路沿線、人口密集的學校或生活區等)布設有若干現地法預警監測儀Bj ；
所述方法包括如下步驟
監測信息交互步驟；a、監測到地震發生的現地法預警監測儀Bj與與其相鄰的其它現地法預警監測儀Bj間進行地震信息交互通信；b、監測到地震發生的現地法預警監測儀Bj 與位于其周邊區域的地震監測儀Ai之間進行地震信息交互通信(即現地法預警監測儀Bj、 異地法監測預警網絡中設置于現地法預警監測儀Bj周邊區域的地震監測儀Ai皆配置有通信模塊，用以實現相應監測儀間地震信息交互通信；具體實施時，監測儀配置的通信模塊可以是有線通信模塊或者無線通信模塊);同時，監測到地震發生的現地法預警監測儀Bj將其監測到的地震信息實時地上報至異地法監測預警網絡中用以匯總地震監測信息的監測臺站；
判定預警步驟；依據監測信息交互步驟的信息交互結果，如與監測到地震發生的現地法預警監測儀Bj相鄰的現地法預警監測儀Bj、或者監測到地震發生的現地法預警監測儀 Bj周邊區域的地震監測儀Ai未監測到地震發生，則認定該監測到地震發生的現地法預警監測儀Bj處于該次地震的震中區域范圍內(即震中離該現地法預警監測儀Bj的距離一定小于距離其它監測儀的距離)，觸發本身配置的報警裝置進行預警(即所述現地法預警監測儀Bj和異地法監測預警網絡所屬的地震監測儀Ai存在重要區別異地法監測預警網絡所屬的地震監測儀Ai —般不帶有控制輸出功能，而現地法預警監測儀Bj具備控制輸出功能)；
范圍劃定預警步驟；將經判定步驟認定的現地法預警監測儀Bj對應的位置信息上報至異地法監測預警網絡中用以匯總地震監測信息的監測臺站，由監測臺站依據其獲得的位置信息，匯總得到上述現地法預警監測儀Bj的分布情況，進而獲得該次地震震中的大致區域范圍-即上述現地法預警監測儀Bj覆蓋的區域范圍，依據該范圍估計震級、發震時刻等預警信息，用以進行預警。與現有技術相比。本發明將現地法預警和異地法預警相結合，將監測到地震發生的現地法預警監測儀Bj與其周邊設置的現地法預警監測儀Bj、異地法監測預警網絡所屬的地震監測儀Ai進行地震信息交互通信，用以獲得其周邊監測儀是否監測到地震發生的信息，并以其周邊監測儀未監測到地震發生作為參考事件，來認定該現地法預警監測儀Bj 是否處于該次地震震中的附近，是否處于地震震中的區域范圍內，實現快速確定地震震中大致區域范圍的目的，從而能進一步估算地震震級、烈度等預警信息，能及時在地震震中大致區域范圍內進行發布，消除了震中附近的預警盲區。有效強化了對現地法預警監測儀Bj 布設區域的監測力度，有助于在地震震中大致區域范圍(極震區及其附近)內發布預警和減災，使人員在相應預警提示下及時采取施避險以減少傷亡。同時，本方法中將現地法預警監測儀Bj的監測信息實時地上傳至異地法監測預警網絡的監測臺站，等效于增加了異地法監測預警網絡于監測范圍內地震監測儀的設置密度，進而增強了異地監測預警網絡的監測能力。 具體地將本發明所述方法與現地法預警、及異地法預警就預警時間、有無預警盲區兩項參數進行比較(見表1)，其中，預警時間為大致估算值，估算時假定地震縱波速度為 8Km/S，地震橫波速度為4Km/S ；同時，在估算過程中，忽略了監測儀、監測臺站對地震波分析處理時間、通信時間等。此外，假定震源深度大于10 Km;且在異地法監測預警網絡中地震監測儀的間距約30-40Km ；
表權利要求
1.一種兼顧現地法預警和異地法預警優點的新型地震預警方法，在異地法監測預警網絡基礎上實現，異地法監測預警網絡所屬的地震監測儀Ai布設于整個監測范圍，且異地法監測預警網絡所監測范圍內的重點監測區域布設有若干現地法預警監測儀Bj ；其特征在于所述方法包括如下步驟監測信息交互步驟；a、監測到地震發生的現地法預警監測儀Bj與與其相鄰的其它現地法預警監測儀Bj間進行地震信息交互通信；b、監測到地震發生的現地法預警監測儀Bj 與位于其周邊區域的地震監測儀Ai之間進行地震信息交互通信；同時，監測到地震發生的現地法預警監測儀Bj將其監測到的地震信息實時地上報至異地法監測預警網絡中用以匯總地震監測信息的監測臺站；判定預警步驟；依據監測信息交互步驟的信息交互結果，如與監測到地震發生的現地法預警監測儀Bj相鄰的現地法預警監測儀Bj、或者監測到地震發生的現地法預警監測儀 Bj周邊區域的地震監測儀Ai未監測到地震發生，則認定該監測到地震發生的現地法預警監測儀Bj處于該次地震的震中區域范圍內，觸發本身配置的報警裝置進行預警；范圍劃定預警步驟；將經判定步驟認定的現地法預警監測儀Bj對應的位置信息上報至異地法監測預警網絡中用以匯總地震監測信息的監測臺站，由監測臺站依據其獲得的位置信息，匯總得到上述現地法預警監測儀Bj的分布情況，進而獲得該次地震震中的大致區域范圍-即上述現地法預警監測儀Bj覆蓋的區域范圍，依據該范圍估計震級、發震時刻等預警信息，用以進行預警。
2.根據權利要求1所述的兼顧現地法預警和異地法預警優點的新型地震預警方法，其特征在于所述布設于異地法監測預警網絡所監測范圍內重點監測區域的若干現地法預警監測儀Bj聯網構成現地法監測預警網絡。
全文摘要
本發明涉及地震監測預警領域，具體是一種兼顧現地法預警和異地法預警優點的新型地震預警方法。解決了現地法地震預警方法難于預估地震震中位置、異地法地震預警方法又存在預警盲區的問題，所述方法基于異地法監測預警網絡和若干現地法預警監測儀Bj實現；所述方法包括如下步驟監測信息交互步驟；判定預警步驟；范圍劃定預警步驟。本發明兼顧了異地法預警和現地法預警各自的優勢，有效消除了異地地震監測預警網絡覆蓋范圍內的預警盲區，并能夠在極震區提供預警信號；對監測范圍內重要監測區域的地震防護提供了有利的預警手段，滿足了人們對地震減災科技的不斷進取的需求。
文檔編號G08B21/10GK102183782SQ20111004618
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月25日 優先權日2011年2月25日
發明者周蓉, 潘臻, 王暾 申請人:王暾