专利名称：兼顾现地法预警和异地法预警优点的新型地震预警方法
技术领域：
本发明涉及地震监测预警领域，具体是一种兼顾现地法预警和异地法预警优点的新型地震预警方法。
背景技术：
地震是一种破坏性很强的自然灾害，2008年的汶川地震和2010年的玉树地震都见证了其强大和不可预期的破坏力。地震引起的地震波包括纵波、横波和面波等震相。一般来说，地震纵波不具有破坏性，具有破坏性的是地震横波和面波。鉴于地震横波的速度慢于地震纵波，而后者又大大慢于无线电波，早在1868年就有美国地震专家提出利用这种传播速度的差别进行地震预警， 其目的是在地震横波到达之前给出警报。具体来说，按照地震监测仪的布设方式，地震预警一般分成二种现地法(On-site)预警和异地法(Front detection)预警。现地法预警是在预警目标区域内布设地震监测仪(可称为现地法预警监测仪)，它利用在地震发生后，地震纵波先到达目标区，而横波随后再到的原理进行预警。其优点在于只需要在预警目标区域内安装地震监测仪，设置简单，并由于算法相对简单、又没有通信延迟等耗时过程，在极震区都能给出预警信号，且当震源深度大于IOKm(该值是依据地震波的传播速度差别获得的理论值)时没有预警盲区。其劣势在于1、由于该方法仅仅利用了地震纵波与横波之间的速度差，因此该方法的预警时间较短；2、当地震纵波到来后，难于有其它信息来源来辅助实现对震中位置的估计，无法估计震中位置，但由于对地震震级的估算需要震中距，因而现地法预警也就难于预估地震震级、烈度、破坏性地震波到达的时间等关键信息。另外，预警目标区域内布设的现地法预警监测仪可以进行联网构成现地法预警监测网络，使现地法预警监测仪相互间进行信息交互，用以提高现地法预警监测仪监测结果的可靠性，消除地震预警中的误警和漏警，例如专利号为ZL200910073814. 7的中国专利公开的“地震烈度监测报警控制方法及系统”。异地法预警是在一区域(例如一个省份、或者地区、或国家、或一条铁路线)内按一定密度布设地震监测仪，构成异地法监测预警网络。利用电磁波传播速度远远大于地震波传播波速、以及地震纵波传播速度大于后继破坏性地震波(横波和面波)传播速度的特点，在地震发生后，地震发生地附近的地震监测仪实时监测地震波的初期信息(即初至波-地震纵波)上传至监测台站，由监测台站快速估计地震参数并预测地震对周围地区的影响程度，抢在破坏性地震波到达震中周围的监测区之前，发出预警信息-破坏性地震波的强度和到达时间。目前，墨西哥已应用异地法监测预警网络，并已在1995年地震中对墨西哥城的地震减灾发挥了实效；而日本也已经建成了能向公众发布预警信息的全国性异地法监测预警网络/系统；对于国内来说，中国地震局及其属下各研究机构也已开始对异地法预警进行深入研究。异地法预警具备对于离震中远的区域的预警时间长的优点，但由于异地法预警避免不了地震监测仪对监测信息数据打包传送到监测台站造成的通信延迟时间、网络/系统运算时间等延迟，因此异地法预警避免不了震中附近的预警盲区，极可能使得极震区不能获得预警信号。特别是在有限的财力下，地震监测仪布设的密度不够，使得异地法预警存在的预警盲区还是比较大的。例如在日本具有较高地震监测仪密度(地震监测仪间距约20Km)的预警监测网络/系统中，其预警盲区大约是以震中为中心、半径约为 30-40Km的区域。
发明内容
本发明为了解决现地法预警方法难于预估地震关键信息、而异地法预警方法又存在预警盲区的问题，提供了一种兼顾现地法预警和异地法预警优点的新型地震预警方法。本发明是采用如下技术方案实现的兼顾现地法预警和异地法预警优点的新型地震预警方法，在异地法监测预警网络基础上实现，异地法监测预警网络所属的地震监测仪 Ai布设于整个监测范围(例如一个省份、或者地区、或者整个国家、或一条铁路线)，且异地法监测预警网络所监测范围内的重点监测区域(例如化工厂、高速铁路沿线、人口密集的学校或生活区等)布设有若干现地法预警监测仪Bj ；
所述方法包括如下步骤
监测信息交互步骤；a、监测到地震发生的现地法预警监测仪Bj与与其相邻的其它现地法预警监测仪Bj间进行地震信息交互通信；b、监测到地震发生的现地法预警监测仪Bj 与位于其周边区域的地震监测仪Ai之间进行地震信息交互通信(即现地法预警监测仪Bj、 异地法监测预警网络中设置于现地法预警监测仪Bj周边区域的地震监测仪Ai皆配置有通信模块，用以实现相应监测仪间地震信息交互通信；具体实施时，监测仪配置的通信模块可以是有线通信模块或者无线通信模块);同时，监测到地震发生的现地法预警监测仪Bj将其监测到的地震信息实时地上报至异地法监测预警网络中用以汇总地震监测信息的监测台站；
判定预警步骤；依据监测信息交互步骤的信息交互结果，如与监测到地震发生的现地法预警监测仪Bj相邻的现地法预警监测仪Bj、或者监测到地震发生的现地法预警监测仪 Bj周边区域的地震监测仪Ai未监测到地震发生，则认定该监测到地震发生的现地法预警监测仪Bj处于该次地震的震中区域范围内(即震中离该现地法预警监测仪Bj的距离一定小于距离其它监测仪的距离)，触发本身配置的报警装置进行预警(即所述现地法预警监测仪Bj和异地法监测预警网络所属的地震监测仪Ai存在重要区别异地法监测预警网络所属的地震监测仪Ai —般不带有控制输出功能，而现地法预警监测仪Bj具备控制输出功能)；
范围划定预警步骤；将经判定步骤认定的现地法预警监测仪Bj对应的位置信息上报至异地法监测预警网络中用以汇总地震监测信息的监测台站，由监测台站依据其获得的位置信息，汇总得到上述现地法预警监测仪Bj的分布情况，进而获得该次地震震中的大致区域范围-即上述现地法预警监测仪Bj覆盖的区域范围，依据该范围估计震级、发震时刻等预警信息，用以进行预警。与现有技术相比。本发明将现地法预警和异地法预警相结合，将监测到地震发生的现地法预警监测仪Bj与其周边设置的现地法预警监测仪Bj、异地法监测预警网络所属的地震监测仪Ai进行地震信息交互通信，用以获得其周边监测仪是否监测到地震发生的信息，并以其周边监测仪未监测到地震发生作为参考事件，来认定该现地法预警监测仪Bj 是否处于该次地震震中的附近，是否处于地震震中的区域范围内，实现快速确定地震震中大致区域范围的目的，从而能进一步估算地震震级、烈度等预警信息，能及时在地震震中大致区域范围内进行发布，消除了震中附近的预警盲区。有效强化了对现地法预警监测仪Bj 布设区域的监测力度，有助于在地震震中大致区域范围(极震区及其附近)内发布预警和减灾，使人员在相应预警提示下及时采取施避险以减少伤亡。同时，本方法中将现地法预警监测仪Bj的监测信息实时地上传至异地法监测预警网络的监测台站，等效于增加了异地法监测预警网络于监测范围内地震监测仪的设置密度，进而增强了异地监测预警网络的监测能力。 具体地将本发明所述方法与现地法预警、及异地法预警就预警时间、有无预警盲区两项参数进行比较(见表1)，其中，预警时间为大致估算值，估算时假定地震纵波速度为 8Km/S，地震横波速度为4Km/S ；同时，在估算过程中，忽略了监测仪、监测台站对地震波分析处理时间、通信时间等。此外，假定震源深度大于10 Km;且在异地法监测预警网络中地震监测仪的间距约30-40Km ；
表权利要求
1.一种兼顾现地法预警和异地法预警优点的新型地震预警方法，在异地法监测预警网络基础上实现，异地法监测预警网络所属的地震监测仪Ai布设于整个监测范围，且异地法监测预警网络所监测范围内的重点监测区域布设有若干现地法预警监测仪Bj ；其特征在于所述方法包括如下步骤监测信息交互步骤；a、监测到地震发生的现地法预警监测仪Bj与与其相邻的其它现地法预警监测仪Bj间进行地震信息交互通信；b、监测到地震发生的现地法预警监测仪Bj 与位于其周边区域的地震监测仪Ai之间进行地震信息交互通信；同时，监测到地震发生的现地法预警监测仪Bj将其监测到的地震信息实时地上报至异地法监测预警网络中用以汇总地震监测信息的监测台站；判定预警步骤；依据监测信息交互步骤的信息交互结果，如与监测到地震发生的现地法预警监测仪Bj相邻的现地法预警监测仪Bj、或者监测到地震发生的现地法预警监测仪 Bj周边区域的地震监测仪Ai未监测到地震发生，则认定该监测到地震发生的现地法预警监测仪Bj处于该次地震的震中区域范围内，触发本身配置的报警装置进行预警；范围划定预警步骤；将经判定步骤认定的现地法预警监测仪Bj对应的位置信息上报至异地法监测预警网络中用以汇总地震监测信息的监测台站，由监测台站依据其获得的位置信息，汇总得到上述现地法预警监测仪Bj的分布情况，进而获得该次地震震中的大致区域范围-即上述现地法预警监测仪Bj覆盖的区域范围，依据该范围估计震级、发震时刻等预警信息，用以进行预警。
2.根据权利要求1所述的兼顾现地法预警和异地法预警优点的新型地震预警方法，其特征在于所述布设于异地法监测预警网络所监测范围内重点监测区域的若干现地法预警监测仪Bj联网构成现地法监测预警网络。
全文摘要
本发明涉及地震监测预警领域，具体是一种兼顾现地法预警和异地法预警优点的新型地震预警方法。解决了现地法地震预警方法难于预估地震震中位置、异地法地震预警方法又存在预警盲区的问题，所述方法基于异地法监测预警网络和若干现地法预警监测仪Bj实现；所述方法包括如下步骤监测信息交互步骤；判定预警步骤；范围划定预警步骤。本发明兼顾了异地法预警和现地法预警各自的优势，有效消除了异地地震监测预警网络覆盖范围内的预警盲区，并能够在极震区提供预警信号；对监测范围内重要监测区域的地震防护提供了有利的预警手段，满足了人们对地震减灾科技的不断进取的需求。
文档编号G08B21/10GK102183782SQ20111004618
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月25日 优先权日2011年2月25日
发明者周蓉, 潘臻, 王暾 申请人:王暾