基于网络的防震减灾技术系统在芦山地震中的应用

戈培峰，范柱子，谭 林，韩世康，顾 鹏，宁冬梅

(1.雅安市防震减灾局，四川 雅安 625000;2.石棉县防震减灾局，四川石棉 625400)

防震减灾技术系统是防震减灾业务的技术支撑，直接为“监测预报、灾害防御、应急救援”服务。雅安市防震减灾技术系统全部基于地震信息节点，经过多年逐步建设、更新，构建了集监测、预警、指挥、视频会议为一体的技术系统，组成“地震实时监测、预警即刻发布、灾情快速评估、指挥有序高效”的技术体系。2013年4月20日芦山7.0级地震中，技术系统体系基本达到设计目标，经受了强震的实际检验。

1 雅安市防震减灾技术系统介绍

雅安市地震信息节点采用1条2 M SDH线路和1条1 M ADSL线路与四川省地震局连接，以此为网络支撑，陆续建成测震台网子系统、地震预警与烈度速报子系统、应急指挥技术系统、视频会议系统等。技术系统网络设备、服务器等位于雅安市行政中心，终端安装在3楼，距芦山地震震中34 km。距行政中心西侧1.5 km的雅安强震台记录到的芦山地震加速度值为:垂直向200.0 cm/s2，北南向406.3 cm/s2，东西向534.6 cm/s2。

(1)测震台网子系统

始建于2007年，2012年升级改造，系统通过SDH接入四川省地震台网，由17个子台和瀑布沟水库台网3个子台共20个台站组成雅安地震台网。雅安境内的台站有天全台、宝兴台、石棉台、蒙顶山台，均为宽频带地震计，数据采用DDN专线传输;瀑布沟水库台网的山冲台、顺河台、罗挖坪台为短周期地震计，数据采用超短波传输。台网监测能力约为ML2.0级。监测软件采用四川省地震局自研软件seisDPS，具有区域模型搜索法、交切法等定位方法，一般采用区域模型搜索法定位。升级改造后，台网运行连续率保持在98%以上。

(2)地震预警与烈度速报子系统

2012年雅安市防震减灾局与成都高新减灾研究所合作建设的试验网，在雅安境内布设70个地震预警与烈度速报台，仪器采用MH-100型地震烈度仪，数据采用CDMA(GPRS)无线传输到高新所数据处理中心，在雅安建成预警分中心和手机终端。

(3)地震应急指挥技术系统

雅安市地震应急指挥系统集成在市应急办，技术系统则集成在地震台网中心位于行政中心3楼相邻的房间内。应急指挥技术系统包括地震应急快速响应子系统、地震应急辅助决策子系统、实时指挥标绘子系统、综合信息展示和查询子系统、短信管理子系统、地震灾害响应信息服务子系统、地震应急联动协同子系统。

(4)视频会议子系统

2012年建成标清视频会议系统。

2 技术系统在芦山地震中的应用

在芦山地震中，技术系统服务器、终端、路由器等网络设备未受到破坏和出现故障，工作正常;网络未中断，各技术系统工作正常;机柜、终端等未出现明显的移位，仅挂在会议室天花板上的投影仪稍微有些许挪动，不影响使用。

2.1 测震台网子系统的运用

芦山地震时台网自动触发，除震中距最近的宝兴台(Δ=13.8 km)在记录了8 s后因通信中断而断记，使用超短波传输的瀑布沟水库台网3个台主震记录中断，其余台站均记录正常;震中距在120 km以内的台站记录“限幅”。雅安地震台网测定出的参数为:震中:30.28°N，102.91°E，震源深度17 km，发震时刻:08:02:47.0，使用未限幅台站测定出的近震震级ML为6.6级。

芦山地震后，以单台记录(4月20～21日天全台，4月22日开始宝兴台)作余震统计，截至2013年8月19日，共统计14 376次余震，分析处理余震1 600次。2013年4月23日利用台网地震定位资料，快速确定余震区范围“余震区主要沿芦山中林到天全永兴一带呈北东—南西向分布，长约35 km，宽约16 km的带状区域，面积约 560 km2”。

芦山地震发生后，启用短信发布平台，发布余震统计信息和4级以上余震信息。应急期间，使用1口短信猫池发送，速度慢，易堵塞，后开通企业信使平台，批量发送，但都需人工控制，易出错，时效性差，一条短信发150个号码需20分钟。上报纸质余震统计信息107期，对象为雅安市抗震救灾指挥部。

2.2 地震预警与烈度速报子系统的运用

预警手机客户端在台网中心附近1 km内收到的预警信息为:预警发布时间，收到时刻08:02:53.0，预警时间3 s。为了检验预警时间是否正确，以距台网中心5 km且位于震中和台网中心之间的蒙顶山台S波到时为参考，蒙顶山台S波到时为08:02:55.2，台网中心S波到时应迟于此时刻1 s以上，因此预警手机客户端预警时间基本正确。预警烈度3.3度，与实际7～8度的烈度误差较大。预警地点和震级:地震发生后6 s内给出的结果为芦山(30.27°N，102.98°E)4.3 级，震后 10 s以短信形式更正为芦山(30.27°N，102.98°E)5.5级，震后80 s再次短信更正为芦山(30.27°N，102.98°E)6.4级。对比中国地震台网中心在震后约120 s给出的雨城区5.9级，体现了密集台站对快速确定震级、震中的优势。烈度速报:雅安市分中心没有产出烈度图，高新所在震后2小时绘出初步烈度图。余震预警:由于震中附近预警台站受到破坏或电力、通信等问题，在35 km内余震没有预警时间。

2.3 地震应急指挥技术系统的运用

震后15分钟人工操作地震应急指挥技术系统产出芦山地震灾情盲估文档和各类专题图，生成辅助决策信息报告。灾情盲估文档震情概述判断为“受灾最严重的地区是芦山县”，震害评估结果中判断为“造成约100人死亡，约50万人失去住所”与实际基本相符;经济损失则评估为23.15亿元，与实际灾害评估结果差距较大。专题图包括地震影响估计范围分布图、震区活动构造分布图、震区GDP分布图、震区交通分布图、震区人口分布图、震区学校分布图、震区医院分布图、震区地质图等23个专题图。辅助决策信息报告为PPT格式，包括应急响应、灾情、辅助决策、基础信息4部分。

地震应急指挥技术系统产出资料在半小时内提供给市抗震救灾指挥部，直接以辅助决策信息报告向指挥部第1次紧急会议报告。在芦山地震的最初期应急、指挥、决策时间段，应急指挥技术系统提供的技术支持以及与市应急指挥部近距离的人—机交换信息传递，作用不可替代。震后10小时根据盲估结果，编出初步确定极重灾区、重灾区、一般灾区乡镇列表上报。

2.4 视频会议系统

震后1小时内启动视频会议系统，与四川省地震局视频连线，保证了信息传递的方便快捷，同时对应急期间所有视频会议信息录像进行了备份。

3 技术系统的扩展和升级

雅安市防震减灾技术系统在地震后扩展了EQIM地震信息发布子系统、地震超快速报与预警子系统;对地震预警与烈度速报进行了升级，添加了前兆功能。

(1)EQIM地震信息发布子系统:基于EQIM服务的地震信息自动发布系统，达到预定级别的地震触发后，通过MAS平台快速将震情信息发送到用户手机。对AU自动触发信息，最快地震后2分钟可发出，正式结果出来后，再次发送正式报。(2)地震超快速报与预警子系统:基于大震后高密度的流动台网，1.0级以上余震发生后仅20 s即可产出地震参数。(3)地震预警与烈度速报子系统的升级:增加部分MH-5000预警型强震仪，除加速度传感器外，内带重力和地磁传感器，增加了地震前兆功能，利用密集的台站布设和相应的数据处理，试图处理分离出可能的地震前兆信息。

在30所学校安装了地震预警信息接收终端，提高学校师生的防震减灾意识和避灾能力，在发生对学校有影响的地震时，稳定师生情绪。

4 分析与讨论

基于网络的雅安市防震减灾技术系统在芦山地震中各子系统运行正常，在Ⅶ～Ⅷ度的烈度环境中未出现网络中断，达到了系统设计目标。现有的地震信息节点能满足一般数据交换的需求，但在视频会议系统更改为高清格式后可能会造成“堵塞”。基于网络的防震减灾技术系统值得推广使用。

地震台网在余震监测、地震信息发布、余震统计等方面发挥了作用，在前期没有AU速报的情况下，当地台网的分析结果比国家、省台网正式结果快，余震统计只有依靠当地台网才能满足震后对余震情况一日几报的要求。

地震预警与烈度速报子系统在主震时做出了时间上准确的预警，在震中距35 km时提前了3 s发布预警信息，但预警烈度偏低。地震预警的作用更应该体现在对化工、高铁、核设施的震时紧急处置上和人员密集的公共场所的有序撤离。

应急指挥技术系统在地震之后的初期，特别是0～2小时“黑窗期”的盲估信息体现了系统的价值。在灾情信息尚十分模糊的情况下，它在地震初期为防震减灾部门提供了重要资料。如果能及时更新基础数据库，采用更先进的模型和算法，比如基于公里格网，评估结果可能更接近实际。地震应急期间人员紧张，应急指挥技术系统很多功能还没有得到体现，特别是及时采集地震现场信息，通过人—机交互产出对应急救援有用的资料。系统没有自动响应是因为未与EQIM服务器建立连接，不是因为震时网络中断或终端与服务器端软件的问题。

视频会议系统在整个应急期间发挥了信息传递方便、直观、快捷的作用，可视化的界面对应急人员心理上的稳定感、安全感显得尤为重要。

基于网络的防震减灾技术系统能满足强烈地震时应急和平时日常工作需要，且建设周期短、投入小，管理相对容易，可以在市、县一级大力推广此类技术系统，在未来的发展中，更加注重技术系统的实用性、易维护性。建设覆盖县级的地震信息节点和升级现有的信息节点对提升市、县一级防震减灾业务水平具有明显的支撑作用。