辽宁省重点监视防御区烈度速报台网技术系统设计与实现

姜金征 蒋 越 惠 杨

（辽宁省地震局，辽宁 沈阳 110034）

辽宁省重点监视防御区烈度速报台网技术系统设计与实现

姜金征 蒋 越 惠 杨

（辽宁省地震局，辽宁 沈阳 110034）

辽宁省重点监视防御区烈度速报台网技术系统，强震动台站数据通过地震行业专线实时传输，由台网中心技术系统实现了强震台站波形数据自动存盘、台站状态监视与控制、地震烈度速报、数据处理、数据共享及实现系统服务功能。本项目的实施完成，其一，提升了我省烈度速报水平和大大缩短了震后应急救援时间；其二，有效提升了我省烈度速报台网实现自动化管理，以及提高台网运行与维护水平；其三，符合如今人们对地震安全性日益的需求，突出了强震动观测在防震减灾实践中的作用。

烈度速报；技术系统；强震动；自动化；实时传输

0 引言

随着各国经济的持续发展和人们对强震动观测的深入认识，世界各国尤其是美国、日本、墨西哥等国家和地区，对强震观测台网的建设投入逐渐增加。随着强震动观测数字化的发展，建设强震观测台网的目的已由原来的为地震工程学与近场地震学研究提供客观数据，逐步发展到直接服务于防震减灾实践。

辽宁省近几十年多次发生破坏性地震。如1975年海城7.3级地震、1999年岫岩5.4级地震和2013年灯塔5.1级地震。“十二五”期间，适应国内外强震动观测发展潮流，据我省实际需要，对辽宁沈阳－营口－大连地区强震台站加密，平均台距28公里左右，分布均匀，区域内台站全部实现专线实时传输。

1 台网布局及总体目标

2013年辽宁省建成了由1个台网中心台网部，55个烈度速报强震台站组成的烈度速报台网。烈度速报台网采用辽宁移动公司的2M SDH光纤通过实时网络传输方式将信号传送到台网中心台网部，实现数据接收及存取、数据处理、人机数据分析、地震强度速报等一系列处理工作，达到在辽宁沈阳－营口－大连地区，实现破坏性地震发生后30分钟内地震烈度速报，为抗震救灾提供依据。

2 技术系统设计及功能实现

2.1 技术系统总体架构

地震速报实现必须有强震观测台站、实时传输系统、数据处理系统和结果发布系统。强震观测台站拾取高精度的连续地震波形数据，通过实时传输系统（地震行业专线，即SDH方式）传输，数据到达台网中心，台网中心通过专用软件对汇集的数据进行分析处理产出地震烈度速报结果。烈度速报台网建设主要包括强震台站建设，数据传输系统建设和台网中心建设。

2.2 强震台站技术系统

台站技术系统硬件设备包括：力平衡加速度计、数据采集记录器、GPS接收器、数据传输装置、供电避雷设备。实现地震信号拾取、数据格式转换、数据存储和数据上传等功能。

2.3 台网中心技术系统

辽宁省烈度速报台网中心技术系统由硬件和软件技术系统组成。硬件设备包括中心服务器、PC机及工作站、网络设备、打印输出设备等。

台网中心系统软件在功能上由数据管理与服务系统（SeiMIS系统）、烈度速报综合处理系统（Smart）组成。

广东泰德公司SeisMIS地震数据管理及服务系统能够获取最新地震信息；从Internet同步下载最新地震信息；可实现辽宁省测震波形数据与强震台站波形数据同步接收，获取地震信息；汇集强震数据信息，并综合地对其进行分析、存储、查询以及发布。

Smart烈度速报综合处理系统的数据采集程序，实时采集强震台站的数据和状态监测数据；数据流服务器程序，转发和接收实时数据流，定期存储实时数据到数据库；实时监测程序能够实时数据显示、监测程序，事件触发判断、事件记录等；自动烈度速报程序AutoSmart. exe，自动触发判断并生成加速度分析图与烈度分布图；数据分析处理程序SmaPro.exe，进行数据的分析处理、数据存储等；烈度图绘制程序InterMap.exe可烈度图绘制及相关数据报告产出。

2.4 台网主要功能实现

台网中心系统主要功能包括数据汇聚和存取、台站状态监控、地震烈度速报、及数据处理、共享与服务等。

2.4.1 强震动数据汇集与存储

强震台站每间隔10秒自动检测，当检测到事件时立即检索事件的触发时间、峰值加速度等信息，计算地震烈度和自动上传烈度值，并将地震波形记录上传到台网部；数据库服务器软件负责存储通讯服务器汇集到的强震记录数据。

2．4．2 台站监控与远程控制

监控平台通过定时向烈度速报部发送心跳包，当远端强震动仪故障时，Web管理服务器通过web监控主页面报警；管理员还可以通过web管理服务器的控制台管理界面，对台站设备实现远程状态监测与控制、人工智能触发、功能检测和仪器内部参数设置等。

2．4．3 烈度速报

当区域内发生地震时，处理软件将自动绘制烈度等值线图，并确定宏观震中，在10分钟内自动完成烈度图的自动绘制。

2．4．4 强震动数据常规处理

强震数据的常规处理是通过调用数据库内的强震记录，对其进行基线、零点校正、加速度仿真速度记录、波形数据的积分、反应谱等分析等。

2．4．5 强震动数据共享与服务

台网部提供了与国家和区域台网中心之间的数据交流服务，同时可对授权的行业及社会公众用户提供强震动数据。

3 烈度速报系统在灯塔地震中的实践

2013年1月23日12时18分，在辽宁省省辽阳市灯塔市、沈阳市苏家屯区交界（北纬41.5°，东经123.2°）发生M5.1级地震，震源深度7公里。

本次地震共获取19组（57条）三分量加速度记录，震中距范围从16至370km不等，离震中最近的辽阳台，校正后的水平向加速度单峰值最大为21gal，校正加速度时程如图1所示。仪器烈度分布如图2所示。

图1 辽阳台波形记录

图2 仪器烈度分布图

4 总结

该项目的实施，极大地推动了我省烈度速报工作建设进程，达到国内领先水平，为烈度速报的及时性、准确性提供了一定技术保障；辽宁省重点监视区烈度速报台网的建成，为将来进行震动区域规划打下了基础；强震动台站密度有一定提高，但强震动台网规模与我国强震动观测发达地区还有一定的差距。

［1］李永振，翟文杰，于沈平，等．辽宁省数字强震台网建设与运行[J]．东北地震研究,2009，25(3):18-22．

［2］李永振,于沈平,金震,等．辽宁省强震台网的地震应急效果初探[J].东北地震研究,2009,25(1):37-42．

［3］梁永朵,姜金征,李莹,等.辽宁灯塔5.1级地震强震记录分析[J].地震地磁观测与研究,2015,36(5):25-29.

［4］卞真付,郭巍,吴强,等.天津数字强震动台网系统设计与实现[J].世界地震工程,2009,25(2):151-155.

［5］梁永朵,姜金征,戴盈磊,等.辽宁省烈度速报算法研究及其在灯塔地震中的检验[J].地震工程学报,2015,37(4):1136-1140.

［6］梁永朵,姜金征,李莹,等.几种烈度算法在实际震例中的对比研究[J].震灾防御技术,2015,10(4):925-932.

［责任编辑：李书培］

The Design and Implementation of Liaoning Intensity Rapid Report Network System

JIANG Jin-zheng JIANG Yue HUI Yang
（Earthquake Administration of Liaoning Province,Shenyang Liaoning 110034，China）

The Liaoning intensity rapid report net work system,which can realize real-time transmission through seismological industry dedicated line.Mangy functions may be realized,such as seismic station data collection and storage,seismic station supervision and long-distance control, intensity rapid report,general data procession,data share and data service.With the complementation of the item,the intensity rapid report level is improved and the rescue time of post-earthquake is shortened.Second,the automate management and running level is advanced.Third,the increasingly need of earthquake safety is fitted and strong motion observation is more important in disaster prevention and reduction.

Intensity rapid report;Technology system;Strong motion;Automation;Real-time transmission

辽宁省地震局研究生基金项目（LNDZBSJJ002）。

姜金征（1979—），男，硕士，工程师，主要研究方向为地震监测预报和强震观测等。