国家测震台网中心地震速报系统建设

2017-10-17

通过“十五”项目、地震监测经常性项目和地震行业专项的实施，国家测震台网中心建成了包括台站观测数据汇集、自动速报综合处理、人机交互速报处理、速报信息交换、综合速报信息服务的完整地震速报系统。系统实现了1 014个测震台站观测数据在全国范围的实时共享；在地震系统已有3套自动速报系统产出结果的基础上综合处理，能在１～５分钟左右产出国内大多数地区M3.0级以上地震较准确的自动速报参数，在5～15分钟左右产出全球大多数地区6.0级以上地震较准确的自动速报参数；能在10分钟左右完成国内M≥3.0地震的人工速报，在几十分钟内完成全球M≥6.0地震的人工速报；实现了国家中心和全国31个省级台网自动速报与人工速报结果的实时交换；实现了速报信息通过12322手机短信、微博、智能终端APP、直通主流媒体等方式面向政府和社会公众的迅速发布。

“国家测震台网中心地震速报系统建设”项目由中国地震台网中心承担完成，主要完成人有代光辉、侯建民、杨陈、潘怀文、陈宏峰、陈晓辉、赵国峰、王晓欣、安艳茹、杜广宝、魏星、翟璐媛、任克新、苗春兰等。

一、建立了以国家中心为核心的全国测震台站观测数据汇集交换系统，实现了测震台网观测数据在全国范围的实时共享

在国家中心建立了根流服务器，全国32个省级测震台网中心通过本地的流服务器将本省台站的观测数据实时汇集到国家中心根流服务器，并通过国家中心流服务器实时接收所需台站的观测数据，从而实现了测震台网1 014个台站观测数据在全国范围的实时共享，为各台网的地震监测和速报提供了及时可靠的数据源。

二、研发了新版地震速报数据处理软件，软件功能大幅提升，使用更加便捷

新版地震速报数据处理软件在“九五”期间研发软件的基础上，结合地震学的新近进展和新的软件研发技术进行了提高和完善。地震速报数据处理软件包括实时数据处理软件和人机交互数据处理软件。实时数据处理软件具有数据接入、单台检测、事件综合判定、震相自动拾取、自动地震定位、事件波形截取、报警和结果入库等功能。针对近震和远震的特点，分别用3个事件检测进程进行事件检测、震相拾取和定位，以免漏触发。事件检测、震相拾取使用滤波、长短平均、AIC等方法，自动定位使用目标函数搜索法。人机交互数据处理软件调用实时数据处理软件截取的事件波形和处理结果，通过人机交互震相复核、台站选择、重新定位和震级计算产出正式地震速报结果。软件具有滤波、理论震相标注、按震中距和P到时排序、图形化方式选择台站、多种方法定位和在地图上显示定位结果和交切图等功能。理论震相标注使用滤波、长短平均、AIC等方法。图形化方式选择台站可以在初步定位的基础上快速选择包围地震震中的台站，节省了操作时间，也提高了地震定位的准确性。地震定位使用多层目标函数搜索法和LocSat法，可以单独使用P震相或联合使用P和S震相。内置JB走时表、IASPAI91走时表和AK135走时表供定位时选用。具有根据深度震相进行定位的能力，提高了对地震深度的约束。具有计算Ms、mb、Ml等震级的功能。另外，在震级计算时不参与定位的台站仍可参与震级计算。

三、构建了布局合理、稳定可靠的国家测震台网中心地震速报系统，速报能力大大提高

国家测震台网中心担负省级台网地震初报结果的确认与转发任务和国内有影响地震和国外大地震的正式速报任务，为此，国家中心构建了3套速报系统，一是以148个国家台站为基础的国家台网地震速报系统，主要用于我国及周边中强地震的监测和速报；二是以我国1 014个测震台站为基础的区域台网地震速报系统，主要用于国内中小地震的监测与速报；三是以美国GSN的77个台站为基础的全球台网地震速报系统，主要用于全球强震的监测和速报。为了保证地震速报的万无一失，每套系统都部署２个并行运行的系统。同时建立了地名更新机制，在国内行政区边界和地名发生变化时进行及时更新，保证了地震速报参数中地名的准确性。在具体进行地震速报时，三套系统搭配使用，国内地震一般联合使用国家台网速报系统和区域台网速报系统，国外地震一般联合使用国家台网速报系统和全球台网速报系统。

使用国家中心速报系统一般在10分钟左右完成国内M3.0以上地震的速报，在几十分钟完成国外Ｍ6.0以上地震的速报。与“九五”时期相比，地震监测速报范围大大增加，速报用时大大缩短，参数精度进一步提高。自2008年4月20日正式运行到2016年8月15日，共对国内外7 667次地震进行了成功速报，包括四川汶川Ｍ8.0级、青海玉树Ｍ7.1级、智利M8.8级、日本本州M9.0级等一系列国内外破坏性大地震。

四、通过共享国外地震台站观测数据建立了全球地震速报系统，大大提高了对国外大地震的监测速报能力

国家测震台网中心承担着对国外Ｍ6.0级以上地震进行速报的职责。对于远震和极远震，由于我国测震台网孔径过小，定位结果往往误差较大。另外地震波的传播需要一定的时间，较远的地震往往需要更长的时间才能被我国台站记录到，造成速报时间严重滞后。为了提高对国外地震的监测速报能力，在“十五”期间，国家中心通过互联网从美国IRIS的LISS波形服务器近实时（一般滞后３分钟左右）接入美国GSN台网77个台站的观测数据，建成了全球台网地震速报系统，使得全球大地震都变成了网内地震，大大提高了地震速报的速度和准确度。

五、研发了自动地震速报综合触发平台，实现了中国地震台网自动速报结果面向社会的服务

汶川地震后，自动地震速报系统的开发应用在我国迅速开展起来。2012年初，国家中心通过经常性项目“全国地震自动速报能力评估”对福建、广东和台网中心3套自动地震速报系统进行了评估。

在此基础上，台网中心通过“地震自动速报统一审核发布平台建设”项目研发了自动地震速报综合触发平台，实现了国家台网中心（中国地震台网中心自动速报系统）、国家速报备份中心（广东自动速报系统）和区域速报中心（福建自动速报系统）自动地震速报结果的实时汇集、综合判定、地名查询、震级过滤和唯一可对外发布的自动地震速报结果的产出，并采用EQIM系统实现国家和各省级台网自动地震速报结果的实时交换。

目前该平台能在１～５分钟产出国内大多数地区M3.0级以上地震较准确的速报参数，在5～15分钟产出全球大多数地区6.0级以上地震较准确的速报参数，并于2013年4月1日起正式面向各省地震局和社会提供自动地震速报结果服务。2013年4月20日，四川芦山发生7.0级强烈地震后，自动地震速报综合触发平台在55秒完成结果产出，通过多种手段及时向政府、媒体、社会公众发布信息，取得了很好的社会反响。系统自正式运行以来，共对国内外1 789次地震进行了速报，没有误报情况发生。

六、研发了基于多种技术和途径的综合地震速报信息服务平台，大大提升了中国地震台网的速报信息服务能力

地震速报信息要真正发挥防震减灾的效益，一是速报信息的快速产出，二是速报信息的快速、广泛的传播。在“十五”期间，国家中心建立了基于16个端口的短信猫池的地震速报短信发送系统，使用期间系统暴露出短信发送效率低等不足。在地震行业“喜马拉雅计划之五——地震监测信息可视化与综合服务技术研究”项目中，依托12322短信公益服务平台研发建立了新的手机短信发送平台，用于向地震局系统和国家有关部委领导及应急人员发送地震速报信息。新系统具有短信模板设置、人员管理、参数配置、统计报表等功能，其优点在于：（1）短信发送效率明显提高，每秒可发送150条；（2）使用移动、联通和电信３个运行商的网关发送短信，提高了使用不同运行商的手机用户短信接收的可靠性；（3）使用12322特服号，提高速报短信可信度，提升了中国地震局的社会形象。

通过实施“喜马拉雅计划之五——地震监测信息可视化与综合服务技术研究”项目，研发建立了速报信息微博自动发布系统，实现了自动地震速报和人工地震速报参数及震中分布图的快速发布。在新浪微博和腾讯微博平台上开通了“中国地震台网速报”微博，新浪微博自2012年5月开通以来粉丝已达到550多万，同名腾讯微博粉丝也有340多万。中国地震台网速报微博自从2013年开通以来，连续获得全国“十大政务机构微博”和“十大中央机构微博”称号。研发建立了支持Android和iPhone手机及iPad的智能终端APP“地震速报”，用户可以免费下载安装APP软件，定制接收地震信息的条件，以WebGIS可视化的方式查看地震速报信息。目前安装用户已达130万，其中包括了部分国外用户。此外，还研发建立了面向主流媒体的直通式服务系统，系统由服务端和客户端构成，授权用户安装客户端后就可以从台网中心的服务端接收地震速报相关信息。目前该系统已经在中央广播电台安装使用，接收到地震信息后，利用广播电台的资源及时传播地震信息。

如此形式多样的综合信息服务平台在国外也不多见。这种模式也为即将实施的国家地震烈度速报与预警工程的信息服务提供了思路和经验。

七、牵头制定了地震速报相关技术管理规定和评比标准，并在日常工作中严格执行，保证了地震速报工作的有效开展和效益的稳定发挥

国家测震台网中心牵头制定了《地震速报技术管理规定》和《自动地震速报技术管理规定》，明确了地震速报参数的技术要求和相关单位的职责。制定了《省级台网系统运行评比标准》和《省级台网地震速报评比标准》，对相关单位产出的观测数据的质量和地震速报的质量进行评价。在日常工作中国家测震台网中心严格按规定执行，并监督和指导省级测震台网中心严格执行，保证了地震速报工作的有效开展和效益的稳定发挥。

地震速报信息的快速产出和服务对于抗震救灾有着极其重要的作用。一方面，震中附近的人迅速得到地震速报信息可以达到避灾和稳定恐慌心理的作用；另一方面，政府部门迅速得到地震速报信息，结合震中的人口和经济状况快速进行抗震救灾决策，第一时间开展应急救援，能最大程度减轻人民生命和财产损失。另外对国外疑爆事件进行快速准确速报，也为我国的国防和外交事业作出了贡献。