一种通过多数据源确定地震震中位置和起震时间的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及的是一种通过多数据源确定地震震中位置和起震时间的方法，属于减 灾防灾领域。
【背景技术】
[0002] 现有比较成熟的地震预警方法大都是在一定区域内布设多个地震测量设备。当发 生地震时，震区的地震测量设备首先向地震预警中屯、发出地震测量数据。预警中屯、根据收 到的数据计算出震中、震级、震中烈度及地震发生时间，然后向各类地震预警信息接收端发 送地震预警信息。该种方法需要人为地布设大量的震测量设备，造价高。现有的地震预警 中屯、处理的多是地震计传回的信号，数据量较少且不用判断信号的可靠性。
[000引文献《一种智能终端预警地震系统》（专利申请号；2015101125333)中提出一种智 能终端预警地震系统，其包含1个数据中屯、和多个智能终端1。在预警过程中，数据中屯、从 多个智能终端1中动态挑选出部分智能终端1，将其设置为智能终端2,智能终端2也称为 数据处理子中屯、。数据中屯、对从智能终端1接收到的信息进行处理，得到地震震中位置、震 级、震中烈度及地震发生时间，并分别发送给智能终端1和智能终端2。智能终端1和智能 终端2可采用智能手机，具有体积小、重量轻、便于携带、布置简单、布置成本低、监测终端 数量多、分布广等优点；通过终端数量上的优势，提升估计地震震中位置的精度；智能终端 1预警地震系统采用子网络的方式，缩短响应时间，地震预警的效率显著提高；智能终端1 包含通知模块，在出现地震时，可W及时警示用户。但是，该专利中未给出数据中屯、对从智 能终端1接收到的信息进行处理，得到地震震中位置、震级、震中烈度及地震发生时间的具 体方法。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提出一种通过多数据源确定地震震中位置和起震时间的方法。
[0005] 本发明的目的是通过下述技术方案解决的。
[0006] 本发明提出的一种通过多数据源确定地震震中位置和起震时间的方法，其特征在 于；其具体操作步骤为：
[0007] 步骤1 ;划分子区域。具体操作为：将预警区域按照经绅度均匀划分为多个子区 域，每个子区域内的智能终端的数量用符号丫表示，丫 > 100。
[000引步骤2 ;在步骤1操作的基础上，确定报警子区域。具体操作为：计算每个子区域 中，发出地震警报信息的智能终端的数量与正常工作的智能终端数量的百分比，如果该值 不小于预先设置的阔值（用符号0表示），其中，0 >0.4,则判断该子区域为报警子区域； 否则，判断该子区域为非报警子区域。
[0009] 步骤3 ;在步骤2操作的基础上，确定地震震中位置。具体操作为：
[0010] 步骤3. 1 ;在预先设定的时间段内，分别计算每个报警子区域内报警的智能终端 的警报时间均值，取各报警子区域的警报时间均值中最早的报警子区域作为地震震中区 域。
[0011] 步骤3. 2 ;对地震震中区域按照经绅度进一步细分为k个小区域，k> 4,然后通过 公式（1)计算地震震中区域的警报时间均值，用符号r表示。
[0012]
【主权项】
1. 一种通过多数据源确定地震震中位置和起震时间的方法，其特征在于：其具体操作 步骤为： 步骤1 :划分子区域；具体操作为：将预警区域按照经炜度均匀划分为多个子区域，每 个子区域内的智能终端的数量用符号γ表示，γ彡100 ; 步骤2 :在步骤1操作的基础上，确定报警子区域；具体操作为：计算每个子区域中，发 出地震警报信息的智能终端的数量与正常工作的智能终端数量的百分比，如果该值不小于 预先设置的阈值，用符号θ表示，其中，θ多〇.4,则判断该子区域为报警子区域；否则，判 断该子区域为非报警子区域； 步骤3 :在步骤2操作的基础上，确定地震震中位置；具体操作为： 步骤3. 1 :在预先设定的时间段内，分别计算每个报警子区域内报警的智能终端的警 报时间均值，取各报警子区域的警报时间均值中最早的报警子区域作为地震震中区域； 步骤3. 2 :对地震震中区域按照经炜度进一步细分为k个小区域，k彡4,然后通过公式 (1)计算地震震中区域的警报时间均值，用符号f表示；
(1) 其中，η表示地震震中区域内发出警报智能终端的数量，tp为地震震中区域内第p个发 出警报的智能终端发出的终端测量起震时间； 步骤3. 3 :对步骤3. 2中所述地震震中区域内的每个小区域依据公式（2)计算每个小 区域的警报时间方差，用符号Ni表示第i个小区域的警报时间方差，I < i < k，并取N 1最 小的区域的中心点为地震震中位置；
(2) 其中，Iii表示第i个小区域内发出警报的智能终端的数量；h表示第i个小区域第j个 发出警报的智能终端发出的终端测量起震时间； 步骤4 :在步骤3操作的基础上，确定地震起震时间； 所述确定地震起振时间的方法为：将步骤3中所述地震震中区域的警报时间均值Γ作 为地震起震时间。
2. 如权利要求1所述的一种通过多数据源确定地震震中位置和起震时间的方法，其特 征在于：步骤4中所述确定地震起振时间的方法还可以是：将步骤3中所述地震震中区域 内最早报警的智能终端的警报时间，作为地震起震时间。
3. 如权利要求1或2所述的一种通过多数据源确定地震震中位置和起震时间的方法， 其特征在于：还包括步骤5确定地震震级的操作；具体为： 步骤5. 1 :分别计算地震震中区域内每个小区域到地震震中位置的距离，用符号R表 示；再通过公式（3)计算每个小区域的综合最大加速度值，用符号amax表示；
(3) 其中，为地震震中区域中当前小区域内第j'个正常工作的智能终端的权值；aj; 为地震震中区域中当前小区域内第j'个正常工作的智能终端返回的纵向加速度信号峰 值；e [1，J]，J为地震震中区域中当前小区域内正常工作的智能终端的数量； 步骤5.2 :利用公式（4)所示的大崎-渡部式，计算得出地震震中区域中当前小区域内 的估计地震震级，用符号％表不；
(4) 其中，a，b，c为3个人为设定系数；d为地震震中区域中当前小区域内的估计震源深度， J = IOa353^435 ; R为地震震中区域中当前小区域到地震震中位置的距离； 步骤5.3 :综合地震震中区域中各小区域估计地震震级Mi，得出综合估计地震震级，用 符号M表不； 所述得出综合估计地震震级M的方法为：将地震震中区域中各小区域估计地震震级Mi 的均值作为综合估计地震震级Μ。
4. 如权利要求3所述的一种通过多数据源确定地震震中位置和起震时间的方法，其特 征在于：步骤5. 3中所述得出综合估计地震震级M的方法为：通过公式（5)计算得到；
(5) 其中，Wi为地震震中区域中第i个小区域的权值，ω i的取值与地震震中区域中第i个 小区域到地震震中位置的距离R成反比。
5. 如权利要求3所述的一种通过多数据源确定地震震中位置和起震时间的方法，其特 征在于：还包括步骤6,对各智能终端权重进行优化调整；具体操作为： 步骤6. 1 :实时收集地震权威部门发布的实际地震震中位置、实际地震震级和实际地 震震中烈度数据；实际地震震级用符号Mk表示； 步骤6. 2 :根据实际地震震中位置，以及预警区域内每一部发出警报的智能终端的所 在位置，分别计算预警区域内每一部发出警报的智能终端的实际震中距，用符号及表示； 步骤6.3 :通过公式（6)计算得到震中距阈值，用符号Ι?ζ表示；对于预警区域内满足 尺S Rf的每一部发出警报的智能终端，执行步骤6. 4至步骤6. 5的操作；
其中，ξ为加速度可辨识阈值，为人为设定值，ξ ^0.00 5m/s2; 步骤6. 4:通过公式（7)计算得到当前智能终端对应的估计地震震级，用符号7〇^表 示；
其中，a'为当前智能终端的纵向加速度信号峰值；^为当前智能终端对应的估计震 源深度：
步骤6. 5 :通过公式（8)调整当前智能终端的权值，调整后的权值用符号β '表示；
(8) 其中，β为当前智能终端调整前的权值； 当前智能终端调整后的权值用于参与后续确定地震震级的计算。
6.如权利要求5所述的一种通过多数据源确定地震震中位置和起震时间的方法，其特 征在于：步骤6. 1中所述地震权威部门包括：中国地震台网。
【专利摘要】本发明涉及的一种通过多数据源确定地震震中位置和起震时间的方法，属于减灾防灾领域。具体为：①划分子区域。②确定报警子区域。③确定地震震中位置。④确定地震起震时间。⑤确定地震震级。⑥对各智能终端权重进行优化调整。本发明提出的一种通过多数据源确定地震震中位置和起震时间的方法与已有技术相比较，具有以下优点：①与传统关注精而少的预报方式相比，通过采用低精度、布设简单的智能终端，大大降低了布设终端的难度、费用。②具有自学习功能，在实际的应用中，通过比较预测结果和实际结果，不断优化终端权值，减少不同终端间的差异带来的影响，提高预测的准确性。
【IPC分类】G01V1-30
【公开号】CN104865602
【申请号】CN201510296723
【发明人】张力, 杨军, 黄日恒
【申请人】中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年6月2日