地震预警信息发布规范研究*

徐华全　徐水森

(成都市防震减灾局, 成都610042)



学术论文

地震预警信息发布规范研究*

徐华全※徐水森

(成都市防震减灾局, 成都610042)

摘要通过调查了解和预警试验，对地震预警信息发布的范围、方式、内容以及过程控制进行了研究，并提出了相关规范建议： 对于特定用户，在签订协议明确权责的前提下，用户可自主决策地震预警的接收条件、方式和内容； 对于公众，当满足政府授权、技术可靠、法制健全、社会认可等前提条件时，地震预警信息可全覆盖发布，发布形式应以声音信号为主，发布过程宜分初报、续报和终报3个步骤。

关键词地震预警； 信息发布； 规范； 过程控制

引言

地震预警是一项复杂的系统工程，涉及技术研发、系统建设、社会管理等多方面问题，需要通过法律、制度、技术标准等加以规范化管理，才能保证地震预警工作正常并有效防控社会风险。日本是全球第一个建立地震预警的国家，并在多次大地震中发挥作用[1]，这一方面得益于完善的技术系统，另一方面也得益于日本健全的法制体系。我国地震预警工作起步较晚，福建省地震预警与烈度速报系统2012年9月试运行，并成功对台湾花莲海域4.8级地震等进行了预警处理。近年来，福建和四川等省相继出台了地震预警管理方面的制度，国家地震预警法规和技术标准体系也正在建设过程中。

成都市于2011年开始建设地震预警试验系统，系统于2012年底建成，2013年1月开始投入试运行，2013年5月该系统通过专家组验收。该系统在共享原有成都市地震烈度速报系统67个强震动观测台(采用力平衡加速度传感器)实时数据基础上，新建了57个强震动观测台(采用MEMS加速度传感器)，使得系统的地震监测台站总数达到124个。至今，该系统运行近2年，经历18次破坏性地震的检验，积累了大量基础数据，为我们研究地震预警信息发布的关键技术指标及规范化步骤和方法创造了条件。本研究成果将直接用于成都市地震预警系统信息发布的规范化管理，也可以作为各级地震工作部门制定相关制度、规范的参考。

1公众对地震预警的认知与需求

为了解公众对地震预警信息实际需求，我们针对不同行业的公众进行了调查，调查对象包括机关工作人员、在校大学生及教师、企业员工、农村居民以及其他人员。为提高调查结果的可靠性，我们针对不同调查对象采用了不同的调查方式，总调查人数738人，有效调查人数620人(表1)。

表1　对不同行业公众的调查情况

1.1地震预警与地震预报的区别

问题： 您认为地震预警和地震预报是一回事吗(表2)？

表2　地震预警和地震预报的关系

14%的调查对象认为，地震预警和地震预报是两个完全不同的概念； 80%的调查对象认为，地震预警和地震预报是一回事。在详细解释地震预警的基本原理和方法后，大部分人都能理解和区分地震预警和地震预报这两个概念。也有人认为，地震预警和地震预报应该是一个意思，地震工作部门用来定义两个含义差别较大的概念不利于公众理解，容易导致概念混淆，并建议改用地震速报、地震快报或地震报警。

1.2地震预警的作用

问题： 您认为地震预警的主要作用是什么(表3)？

在讲明地震预警的定义、作用以及可能的负面影响的情况下，81%的调查对象认为，地震预警是有作用的；51%的调查对象认为，地震预警同时具有提供预警时间和提示发生了地震两个作用； 19%的调查对象认为，地震预警时间太短，作用不大，且参数精度较低，容易误报，打扰正常生活，所以不愿意接收。

表3　地震预警的主要作用

1.3地震预警信息发布范围

问题： 您认为地震预警信息发布范围是(表4)？

表4　地震预警信息发布的范围

调查对象对预警信息的发布范围意见较为分歧，不过相对来说，更多的人倾向于由法律来规定其发布范围。

1.4地震预警信息接收方式

问题： 您希望采用何种方式接收地震预警信息(表5)？

表5　接收地震预警信息的方式

对于采用何种手段接收预警信息，23%的调查对象表示，愿意通过手机接收地震预警信息，17%的调查对象希望用电脑、电视或收音机，15%的调查对象希望用专用报警器，45%的调查对象希望多种手段同时接收，保证在第一时间收到信息。

1.5地震预警信息发布内容

在告知地震预警信息可以提供发震地点、震级、发震时刻、预警时间(倒计时)、危险程度(烈度)等参数的情况下，调查对象对以上参数的选取意见分歧较大，各种需求均有。不过，在分歧的意见中也能找到一些共同点，例如： 大家均认为，位置和震级参数非常重要，应放在信息的最前面，最好先位置后震级，有人甚至认为，地震预警信息只需要提供这两个参数就能大致判定距离、预警时间和危险度。因为地震预警信息本身就是提示刚发生的地震，所以大家对发震时刻的需求不大。

1.6地震预警信息发布权限

问题： 您认为地震预警信息应该由谁发布(表6)？

表6　发布地震预警信息的部门

可以看出，82%的调查对象认为，地震预警信息应由权威部门(政府或地震工作部门)发布。

2地震预警信息发布范围与对象

地震预警信息发布范围及对象的确定是一个棘手的问题。首先，从技术上说，地震预警快速估算的地震震级误差较大难以避免[2]，因此，对地震影响场的评估结果可靠性不高，那么地震预警信息也就不可能做到精确投放； 其次，从发布范围来看，因为预警时间与地震危险性(烈度)基本成反比，在震害最严重的震中附近地区，预警时间很短甚至没有预警时间，而在外围地区，震害较轻，甚至没有震害，却有较长的预警时间； 另外，从发布对象来看，不同的人或单位具有不同的需求，可谓众口难调。

在调查了解公众需求和意见的基础上，经多次试验和研讨，我们认为，地震预警信息发布范围和对象问题可分以下两种情况：

2.1特定用户

这里所说的特定用户，是指使用专用信息接收终端的个人或单位，这些用户与地震预警信息发布单位签订信息使用协议，权责明确界定。地震预警系统设置一个门槛值(如，震级3.0)，对达到这个门槛值的地震信息全部对外推送。信息接收终端用户根据自身需求自主设定震级、距离、目标区烈度等接收条件选项，并可以随时修改与调整。

2.2公众

公众是指除特定用户以外的所有用户。公众的地震预警认知程度、应急处置能力、地震安全环境千差万别，地震预警信息发布很可能造成一些不可预计的后果，因此，对公众发布地震预警信息应慎之又慎。根据日本地震预警经验及我国国情，我们认为，对公众的地震预警信息发布应满足以下条件：

2.2.1信息可靠，延迟可控

信息可靠是要求地震预警信息没有误报和漏报，要保证发布预警信息是由实际地震触发，防止由机械震动、雷电、工程爆破等引起的误报，同时还要保证地震参数具有足够的精度，误差不能过大(应根据现有技术水平确定相应的标准)。

延迟可控是指地震预警系统的数据传输和信息发布网络保持通畅，即使有一定的延迟，也应控制在标准范围内，从而确保预警信息能够及时发布出去。根据目前的技术水平及通信网络条件，地震预警系统通信总延迟时间应控制在2 s内(台站数采延迟0.5 s，台网数据传输延迟0.5 s，信息发布网络延迟1 s)[3]。

2.2.2法制健全

在社会管理方面，参考日本地震预警工作经验，应有健全的法律和制度体系，并有效实施，才能保证地震预警工作有序、高效开展。在技术方面，应有健全的技术规范和标准体系。核心技术应通过权威部门测试和鉴定合格才投入使用，这样才能保证地震预警系统采用的软硬件技术可靠。中国地震预警工作起步较晚，但在汶川地震后，地震预警技术得到较快发展，相关的法制和技术标准体系在逐步制定和完善过程中。

2.2.3公众认知

公众对地震预警应具有一定认知，才会认可地震预警信息的作用，才能理解地震预警信息可能会有的参数误差和时间延迟，才可能正确使用地震预警信息。

2.2.4政府授权

向公众发布的地震预警信息应具有权威性、严肃性和唯一性(来源只有一个)，以方便公众快速接收、理解和使用信息，避免源出多头造成混淆和混乱。根据中国国情以及实际调查了解情况来看，公众最能接受的是由政府或取得政府授权的单位来发布。

肖压西[4]对地震预警信息的作用进行了分析和总结，他将地震烈度8度及以上区域定义为 “逃生区” ，该区域人们按照预警信息提示第一时间采取逃生措施； 6度和7度区为 “避险区” ，该区域人们根据提示立即进行避险处置； 4度和5度区为 “定心区” ，该区域震感强烈，根据提示不必惊慌失措，不必采取措施； 4度及以下区域为“告知区”，此区域人们根据提示信息了解一下震情。据此分析可以看出，地震预警信息对不同的地震烈度区域能够发挥不同的作用。为了最大程度地发挥地震预警信息的作用，对公众的地震预警信息可实行全覆盖发布，也就是说，对于地震预警信息发布网络能够覆盖的地区，均可发布，但前提是要满足前文所述的条件。

3地震预警信息发布形式及内容

地震预警的目的是让接收者快速了解地震的危险程度和紧迫性，并及时采取最为有利的逃生或避险措施。要达到这个目的，地震预警信息就必须以最为直观的方式提供简明扼要的内容。地震预警信息可以提供的内容可以包括很多地震参数，如震中位置(可以是地名，也可以是经纬度)、震中距离、震级、发震时刻、预警时间(可以倒计时)、危险性(烈度或其他危险等级提示性语言)，其他地震动参数(加速度、速度、位移、持续时间、反应谱)等很多内容。发布的形式也可以是声音、视频、震动以及其他可以被人感知的信号方式。那么到底以哪种方式发布哪些内容最为合适，这显然也不能一概而论，仍需要分情况讨论。

3.1特定用户

对于特定用户，根据其自身条件和需求，自主决定采用何种方式以及接收哪些内容。预警系统提供尽量多的内容供用户选择，可选内容至少应包括地点、震级、预警时间、距离、危险性等参数，并应告知各参数的精度范围及使用方法。

3.2公众

成都市地震预警系统各预警终端现采用声音和视频组合的方式发布预警信息。视频提供地震信息文字和图像信息，声音信号采用直接倒计时 “叮咚…19，17…” ，而不播报地名和震级。经多次实际地震预警体验发现，大家在听到倒计时报时后，第一反应是去报警器上查看地震信息，确认地震在哪，有多大，然后再确定要不要跑，这实际上要浪费一些时间。显然，这种方式还不太适用于对公众地震预警信息的发布，有待改进。

在多次实际地震预警的体验中我们感受到，声音信号最有利于人们第一时间接收地震预警，而文字和图像信号需要人们观看相应的显示器才能被感知，而且要一直盯住屏幕才能接收到后续信息，这很不利于紧急逃生和避险。因此，对于公众的地震预警信息发布应以声音信号为主，有条件的地方可辅以图像或文字信息。信息内容的表述既要简明扼要，又要包括必要的参数信息，以利于公众接收和理解。参考 《四川省测震台网速报技术管理规定》[5]以及 《地震标准汇编2009》[6]，我们建议地震预警信息有关地震参数的表述采用以下规范：

震中地名： 采用省+县两级地名(省内地震省略省名)，如“四川汶川” ，“青海玉树”；

震级： 精确到小数点后1位，如5.5级，震级为整数时直接报震级，如 “8级” 。当然，地震预警系统快速测定的地震震级误差往往较大，因此，也可以考虑用定性表述，如，小地震(3.0≤M<5.0) ，中等地震(5.0≤M<7.0)，大地震(7.0≤M<8.0)，特大地震(M≥8.0)；

震中距离： 单位千米，精确到个位或十位，如 “90 km” ；

危险性： 烈度值不便于公众直观掌握危险程度，所以最好不使用，建议采用相应的危险性提示语言，例如： 逃生和避险区提示 “危险” ，定心区和告知区提示 “请注意” 。

预警时间： 精确到秒，可以是倒计时，但是不宜过密，最好间隔3～5 s。

以上参数，地名和震级是必选项，其余是可选项，例如：

“汶川发生8级地震，危险，横波20 s后到达……”

“汶川发生8级地震，距离500 km，请注意……”

4地震预警信息发布过程控制

地震预警参数测定是一个不断修订的过程，地震越大，破裂持续时间越长，修订次数也就可能越多，所以，无法规定具体的发布次数，只能根据地震大小，控制发布过程。地震预警信息发布一般应包括初报、续报和终报3个过程，其中初报和终报是必选过程，续报是可选过程。

4.1初报

对于满足条件(震级达到或超过设定阈值)的情况，应及时发布初步预警信息。同时应注明初报，以表明地震参数的精度较低，后续可能会修订。

4.2续报

续报是预警系统对地震参数进行修订后继续发布的预警信息，当地震震级较大，破裂过程较长时，续报次数可能很多。但是，续报次数太多会影响用户的正常接收和使用，次数太少又不利于用户及时掌握地震参数修订情况，所以续报的次数应采用合适的方法加以控制。

2014年08月03日16时30分，云南省昭通市鲁甸县发生M6.5地震。成都市地震预警系统测定和修订地震参数共11次，并对手机志愿者用户(以成都市都江堰城区手机用户为例)发布11次预警信息，从1报到11报，震级从4.5级修订至6.0级，时间间隔15 s，相邻两报时间间隔平均仅为1.5 s，用户根本没时间查看续报信息，后面的报送甚至影响用户查看1报信息。

经试验和研究，认为震级差值法较为适用，即，对于同一次地震，当后续修订的震级与前一次报送的震级差值达到或超过设定标准值(如0.5级，特定用户可自主设定震级差值)时，才发布续报预警信息，这样可有效降低续报次数。

4.3终报

当地震预警系统确认地震破裂过程已经结束，地震参数不再修订的情况下，发布该地震的地震预警解除信息，即终报信息，该信息不考虑与前面发布参数的差值，据实报送。终报信息提供的地震参数应具有一定的可靠性(与国家正式发布的地震参数差值控制在一定的标准范围内)，可提供相对详细的参数内容。终报是必不可少的，且必须注明 “终报” ，其作用一是解除预警，二是让用户掌握地震真实情况。终报地震参数最好与国家正式发布的地震参数一致，或直接转发国家地震台网发布的人工速报地震信息。

5讨论与结论

汶川地震后，中国的地震预警技术得到了快速发展，各级政府也越来越重视地震预警技术的推广应用。地震预警信息作为一种特殊的社会公共服务产品，用好了，可以发挥防震减灾实效，用不好，也可能带来不良的社会后果。研究、制定并实施相关法律、制度、规范，是保证地震预警信息发挥作用并降低社会风险的必由之路。

本文在多年地震预警试验和社会调查工作的基础上，对地震预警信息发布范围和对象、发布内容和形式以及发布过程控制方面进行了讨论，并给出了建议规范。地震预警是一项系统工程，涉及技术研发、系统建设、社会管理等多个方面。受自身水平和条件限制，本文的研究还不够全面和深入，特别是，对地震预警关键技术问题，例如，地震数据的采集和传输、地震预警算法、通信协议等技术标准问题没有展开讨论。实际上，这些技术问题对地震预警信息的发布也非常重要，今后还要进一步学习、实验和研究并加以完善。

参 考 文 献

[1] 陈会中，侯燕燕，何加勇，等. 日本地震预警系统日趋完善. 国际地震动态，2011(4)： 10-15

[2] 韩渭滨，徐华全. 地震预警的特殊性与弱点及对策讨论. 华南地震，2015，35(1)： 1-5

[3] 徐华全，徐水森，毕晓佳，等． 成都市地震烈度速报系统发展方向----地震预警的思考． 四川地震，2012(3): 12-15

[4] 肖压西． 成都发展应用地震预警技术的实践与思考． 市县防震减灾工作，2014(4)： 40-42

[5] 四川省地震局测震学科技术管理组． 四川省测震台网速报技术管理规定, 2011

[6] 中国地震局． 地震标准汇编2009(第一册)． 北京： 地震出版社，2010

The standard research for the issuing of earthquake warning information

Xu Huaquan, Xu Shuisen

(Protecting Against and Mitigating Earthquake Disaster Administration of Chengdu City，Chengdu 610042，China)

AbstractOn the basis of investigation and earthquake warning test，the scope，form，content and process of the issuing of earthquake warning information are studied，and some related specification was proposed： for a particular user，when the agreement is signed and the responsibilities is clearly defined，they are free to choose the conditions，form，and content of earthquake warning information receiving； for the public，authorized by the government，reliable technology，a sound legal system and social approval are necessary. If these conditions are met，the information can be fully released，but the form should be based on sound signals，and the process should be divided into preliminary report，subsequent report and final report.

Keywordsearthquake warning; information release; specification; process control

中图分类号：P315.7；

文献标识码：A；

doi:10.3969/j.issn.0235-4975.2016.01.004

基金项目：四川省地震局地震科技专项(项目编号： LY1404)和国家科技支撑计划专项(2014BAK03B05)资助。

通讯作者：※徐华全，e-mail: 584897771@qq.com。

* 收稿日期：2015-05-13； 采用日期： 2015-12-23。