辽宁流动测震观测系统现状分析

雷 晨，罗 斐，赵龙梅，赵 雷，刘天龙

（辽宁省地震局，辽宁 沈阳 110034）

0 引言

流动测震观测主要是针对特定的区域，在特定的时间段强化地震观测，以提高该区域的地震监测和速报能力。

流动观测在补充区域地震台网监测能力不足的同时还可应用于流动加密观测，在震中余震发展区域更精确地测定余震的发生与发展过程，为震后趋势分析与判定提供数据补充；通过流动测震台的架设，一方面可用于震前监测，对可能发生中强地震的区域地震活动背景作临时性的加密观测，更好地跟踪地震的活动动态；另一方面用于余震监测，记录中强地震后的余震变化，为进一步研究地震震源特征及后续震情变化夯实基础资料［1］。另外流动测震观测也可在地震预测区域与重要保障及特殊事件监测等方面进行强化地震观测，还可以满足各种地球物理研究及地震工程应用观测的需要。

根据流动观测的发展需要，中国地震局专门成立了测震技术管理组流动管理部，对全国的流动观测进行统一管理，设备统一调配，近年来不断进行实战演练、技术交流、培训等活动，共享了流动观测资源，提高了流动观测整体水平、促进了流动观测技术的发展。

1 辽宁流动测震台网系统构成

1.1 辽宁流动测震观测系统基本构成

辽宁流动测震台网主要由流动台网中心、流动观测子台、数据传输及供电系统构成，具体如图1所示。

图1 流动测震台网数据链路及技术系统构成Fig.1 Mobile seismic observation network data link and technical system composition

1.2 流动测震台网中心

流动测震台网中心采用与区域数字测震台网兼容且独立的技术系统，具有数据实时汇集、处理和交互分析、存档等功能，也具备向区域测震台网中心提供数据、获取实时观测数据并向应急指挥部提供观测结果数据的功能。同时还可实现与地震现场应急系统、应急指挥系统以及信息系统的数据交换及信息服务等［2-4］。

流动测震台网中心软件系统主要包括实时地震数据流服务系统、数据存储系统、台站运行监控系统、实时波形处理分析系统、地震速报系统组成，流动台网中心通过部署在流服务器上的JOPENS0.5.2软件包，实现流动测震台站实时波形数据汇集，再通过VPN专网实现与辽宁测震台网的数据交换，同时通过部署在专用便携式计算机上的MSDP人机交互系统软件实现波形数据归档，生成对应的台网卷数据和台站卷数据，以便台网人员对历史数据的回放和查询。

目前辽宁流动测震台网中心主要由服务器、工作站、不间断电源系统、数据传输系统、现场展示系统等构成，同时还配备了中型帐篷、发电机、打印机、工作台、折叠椅等辅助设施。

1.3 流动测震子台技术系统

辽宁流动测震台网流动子台共有7套，其中3套采用英国GURALP公司生产的CMG-40TDE三分向一体化短周期地震计，其余4套采用BKD-2B型短周期地震计和EDAS-24IP型数据采集器，地震计机械周期为1S。流动测震台站技术系统构成见图2。

图2 流动测震子台技术系统Fig.2 Mobile seismic substation technology system

1.4 数据传输及供电系统

1.4.1 数据传输系统

辽宁流动测震台网中心及子台的通信设备均采用厦门四信公司生产的F3A36型全网通无线4G传输设备，同时考虑到震后基于公网的无线传输可靠性问题，还配备了LN-GDFM-97型超短波数传电台3套。无线4G通信系统数据传输卡采用了绑定到地震专用行业网的特殊数据卡，通过设置该数据通信卡可使流动测震子台数据直接传输至流动测震台网中心或区域测震台网中心。

1.4.2 供电系统

流动测震台网中心供电系统采用持航PC-8000型不间断电源系统，为流动中心的服务器、工作站、打印机及展示系统提供电源保障。同时流动中心还配备了3 kW的便携式汽油发电机，从而保障流动中心的正常供电。

流动测震子台供电选用的是“沙漠一号”RH-B50型便携式户外电源供电系统，该系统是专为野外工作设计的集成电源系统，除了本身所携带的太阳能电池板外，还可以选配110 W和62 W折叠式太阳能电池板，从而可以提供更长时间的持续供电。

RH-B50型便携式户外电源供电系统的储电容量为12 V、48 Ah，储电介质为聚合物锂电池，内置太阳能电池板功率为50 W，外接太阳能电池板功率为120 W，交流最大输出功率为350 W，直流最大输出功率为12 V/60W。

2 CMG-40TDE一体化地震计的应用

2.1 仪器基本情况

由于辽宁流动测震子台地震计及数据采集器是“十五”期间配置的，到现在使用了近十年的时间，部分仪器已经老化且不能维修。为保障流动测震观测正常开展，2015年辽宁省地震局筹措资金自行购置了三套英国GURALP公司生产的CMG-40TDE便携式一体化宽频带数字地震计。

CMG-40TDE一体化地震计是由三分向宽频带地震计CMG-40T-1和数据采集器CMGDM24一体化设计而成。该一体化地震计体积更小，使用便捷，适应野外地震监测需求。

图3 CMG-40TDE一体化地震计功能模块Fig.3 Modules of CMG-40TDE

图4 CMG-40TDE一体化地震计使用连接示意图Fig.4 CMG-40TDE installation method

2.2 仪器检查及标定情况

CMG-40TDE一体化地震计在使用前和每年的例行检查中都要进行仪器的脉冲标定检查以检测仪器的运行状态是否良好。脉冲标定主要是检查仪器的周期误差和灵敏度误差，看是否偏离正常水平，若周期或灵敏度误差超过10%，则认为仪器工作不正常，需进行校正。表1为2017年例行检查时的脉冲标定结果。

表1 CMG-40TDE一体化地震计脉冲标定检查结果

2.3 在流动演练及实际应急观测中的应用

辽宁省地震局CMG-40TDE一体化地震计自2015年购置以来分别在2015年度、2016年度、2017年度东北片区地震应急流动演练中得到了使用，同时还多次应用在辽宁地区重点区加密观测和地震应急加密观测中。表2为2017年部分CMG-40TDE一体化地震计使用情况。

表2 2017年度CMG-40TDE一体化地震计使用情况

2017年12月19日辽宁省鞍山市海城市发生4.4级地震，辽宁省地震局启动应急预案并在鞍山地区的孤山镇和偏岭镇架设了2个主要由CMG-40TDE一体化地震计组成的流动测震台。图5为架设在辽宁鞍山地区偏岭镇（LN/L2101） 和孤山镇（LN/L2102） 的流动测震台记录到的2018年2月21日11时07分辽宁省鞍山市海城市3.1级地震的波形。

图5 2018年2月21日11时07分海城市3.1级地震波形Fig.5 Records of the Haicheng M3.1 earthquake on 11：07，Feb.11th，2018

3 提高辽宁流动测震观测能力的几点建议

辽宁流动测震观测经历了从模拟到数字的时代，观测设备也从分散到集中再到一体化的演变过程。虽然流动观测近年来有了长足的发展，但是仍然存在着很多的不足，观测技术及能力仍需进一步提高。

（1） 提高观测仪器的整体水平。提高辽宁测震观测仪器的数量和质量，加强流动测震观测仪器的整体水平，保证观测仪器运行质量，为后续数据的分析和应用提供保障。

（2） 提高观测人员的技术能力。通过不断地进行技术培训和交流提高辽宁流动测震观测人员的整体素质和水平，通过实战化演练加强实际动手能力，从而保障流动测震观测工作的顺利开展。

（3） 强化流动测震台网中心的功能。加强流动中心数据产出的应用，实现超快速报在流动测震观测中的应用，加强与完善数据产出与应急系统的快速联动系统的建设。

（4） 提高整体保障能力。加大流动测震观测人员与设备的投入，保障流动测震观测队伍的相对稳定及流动测震观测仪器的稳定运行，做到关键时刻能够快速进行流动台站架设并将观测数据传送至流动中心或区域中心。

（5） 加强应急流动测震观测管理。进一步完善流动观测台站架设应急预案，制定流动台站架设标准，促进流动测震台站架设标准化、规范化。

（6） 预设流动测震观测点。在辽宁地区易发地震的海城老震区、辽西地区、年度重点危险区，结合固定台站的分布预选多个流动测震观测点，并进行观测点的前期测试和初步建设，以备震时所需。

4 结语

加强辽宁地区的流动测震观测工作，有着极其现实的意义。随着国家地震烈度速报与预警工程的建设，辽宁地区的测震及强震动固定台站密度将会增大。流动观测与固定台站观测相结合，将会更好地加强重点关注区域的监测能力、丰富了观测数据［5］，为进一步研究地震震源特征及后续震情变化夯实基础，同时为地球物理研究及防灾减灾工程应用积累更多具有辽宁地域特征的有价值的测震观测数据。