应急流动测震组网技术在辽宁大连普兰店M4.6地震中的应用

燕 云，李秀丽，臧石磊，刘天龙，刘健男

（辽宁省地震局，辽宁 沈阳 110034）

0 引言

地震现场应急流动观测是地震现场工作的必要手段，在已有固定地震台站基础上，为更有效监测地震事件、更精确记录地面震动过程，将可移动的地震观测设备临时架设到地震现场或潜在地震危险区，通过无线传输或本地存储方式采集地震观测数据。该方法可用于大震前加密观测，提高定位精度，对潜在大震区域地震活动背景进行动态跟踪监测，亦可用于震后余震监测，记录余震变化，为判断地震发展趋势提供依据[1]。“十三五”项目建设完成后，辽宁省内已建成综合性强、布局合理的数字化测震观测系统，基本满足日常地震速报工作要求，但对于微震事件或局部地区的非天然地震事件的监测能力仍显不足。因此，地震发生后，能够快速赶往震中，并确定流动台站布设点，安装流动监测台是地震现场应急的重要工作之一[2]。

1 大连普兰店M4.6地震流动观测启动工作

据中国地震台网正式测定：2023 年8 月23日18时19分在辽宁省大连市普兰店区（39.42°N，122.20°E）发生M4.6 地震，震源深度8km。此次地震的震中位于大连市普兰店区唐家房街道李沟村附近，震中距普兰店区23 公里，距瓦房店市30 公里，距长海县37 公里，距金州区55公里，距庄河市72公里，距大连市76公里，大连大部分地区有明显震感。辽宁省地震局迅速启动3 级地震应急响应，派出大连地震监测中心站1车3人，会同大连市地震办公室现场工作队1车4人先期赶赴震区，同时由程海生副局长带队的辽宁省地震局现场工作队2 车13 人、流动观测组2车8人也立刻赶赴震区，开展灾情调查和流动台网监测等应急工作。

2 流动台网组建

2.1 流动台站组网

流动台网的组建是地震应急工作的重要组成部分，流动台网的组建一般遵循布设区域应覆盖地震破裂面两侧10 km 范围及余震展布区域的规则。如果地理环境十分恶劣，人员无法到达，可根据环境条件适当调整，流动台和现有固定台要合理对震中形成包围分布，同时还要考虑地震构造带的走向，地震破裂方向和震中迁移情况等。同时，流动台台址的选择应确定周围环境无较高遮挡、山坡坡度平缓、远离高压线、无干扰源、无高速公路、铁路、无地质灾害危险[3]。经过对布设位置的实地堪选，选定了杏树屯（L2102）、虫王庙（L2103）、莲山街道（L2104）、城子坦（L2105）四个环境噪声低、安全性高、通信供电良好的观测点架设流动台。大连普兰店M4.6 地震应急流动观测联合组网台站的空间分布如图1 所示，各应急流动观测台站的具体信息如表1所示。

图1 大连普兰店M4.6地震应急流动观测联合组网台站空间分布图Fig.1 Spatial distribution of emergency mobile observation joint network stations for Dalian Pulandian M4.6 earthquake

表1 流动观测台站信息表

2.2 流动台站基本配置

图2 辽宁流动台网技术系统构成图Fig.2 Composition diagram of Liaoning mobile network technology system

普兰店M4.6 地震应急流动台网的4 个流动台均采用港震GL-PS2 型一体式短周期地震仪，地震计周期为2 s，通信设备采用厦门计讯物联科技有限公司生产的TG451-LP01 型和厦门四信公司生产的F-NR100 型全网通无线4G 传输设备，供电方式主要由太阳能+蓄电池+交流电综合供电。辽宁流动台网技术系统构成如图2所示。

2.3 流动台站参数设置

流动台参数配置主要包括：仪器设备参数以及台网中心通信参数配置。

（1）流动台仪器参数配置，主要是指现场技术人员，在流动台架设完毕后对设备的名称、台站标识、台站编号、设备IP 地址、采样率等进行相应设置，其中最重要的采样率应该设置为100 sps，在确定GPS 授时成功后，进行标定和触发测试，四个流动台地震计脉冲标定和正弦标定如图3 所示，标定结算结果如表2 所示。现场所有工作完成后，现场技术人员向台网技术人员报告台站编号、经纬度、高程、IP地址、采样率、设备型号、用户名、密码等信息，确定通信传输正常。

（2）台网中心通信参数配置，通过现场技术人员提供的信息，正确配置参数信息（经纬度、高程、采样率、灵敏度、零极点、一体化因子等），流动台的经纬度、高程决定了定位精度，灵敏度、零点、极点决定了地震分析计算的准确性[2]。

图3 流动台脉冲标定和正弦标定图Fig.3 Pulsecalibrationandsinecalibrationdiagram ofmobile station

3 流动台噪声水平分析

为客观真实地了解台站背景噪声现状，保证地震计系统响应特性稳定，选取2023 年9 月四个流动台无地震波形事件的无明显干扰的1 h数据，流动台记录数据采用SEED 和DAT 格式，将其进行分道并转换为ASC II 码格式文本，并计算其1～20 Hz 频带地动噪声均方根值（RMS值），这是衡量台基背景噪声水平的重要指标，四个流动台1～20 Hz 频带范围内环境地动噪声水平值如表3 所示；根据实际仪器种类、零极点和增益参数，使用中国地震局港震机电技术有限公司童汪练研制开发的软件，测算四个流动台的地震动噪声加速度功率谱密度值（PSD值），PSD 值是描述随机信号（随机信号只能用统计平衡量来表征）统计规律的重要特征参量，其物理意义为随机信号功率在频率上的分布，表现为一条功率密度和频率的关系曲线[4]，四个流动台噪声功率谱密度曲线如图4所示。

表2 流动台标定结果

表3 流动台台基噪声RMS平均值

图4 流动台噪声功率谱密度曲线图Fig.4 Acceleration noise power spectral density maps of mobile station

4 流动台运行监测状况

四个流动台从8 月24 日架设完成至10 月8日为止运行良好，连续率均在99.84%以上，各台站运行连续率情况如表4所示。

表4 流动台运行连续率统计（%）

截至2023 年10 月8 日，流动台运行期间共记录到地震83次，其中M3.0～3.9 余震0 次，M2.0～2.9 余震1 次，M1.0～1.9 余震3 次，M1.0以下余震79次。

5 结语

大连普兰店M4.6地震是辽宁省近10年内发生的较大地震，本次地震应急响应检验了辽宁省地震局现场流动组队伍的实战能力。流测工作组能够迅速高效的完成本次应急响应任务，为地震应急工作提供强有力的保障。本次应急现场流动台架设过程中总结出以下经验：

（1）震中辖区中心站前突队以及就近工作流动队员组成第一梯队，到达指定架设点，有效缩短了响应时间，较好地检验了中心站工作人员的流动台架设能力和水平，发挥了流动组的机动性和灵活性；

（2）地震发生后，迅速与大连市地震办取得联系，根据现有资源，大连市地震办在震中架设流动台，担负余震监测的同时，也起到了科普宣传和地震信息的作用；

（3）通过此次应急响应，与地方相关部门的合作，从日常演练的座谈交流转变为实战配合，取得了较好的效果，验证了日常演练时加强与地方合作的重要性[5]；

（4）此次流动台的架设点位有效的覆盖了震区范围，在提升了余震监测能力的同时，为震情趋势研判提供了有效依据；

（5）通过对流动台脉冲标定和正弦标定的计算，验证了流动台设备性能良好；通过对背景噪声的计算分析，其1～20 Hz 频带地震动噪声均方根值（RMS 值）最优达到了3.14 E-8m/s,通过其地震动噪声加速度功率谱密度值（PSD值）曲线图，可以看出流动台布设的点位周围干扰源较少，数据质量较高。

总之，此次地震处置中，辽宁流动测震组在我局各部门的通力协作下，高速高效的完成了流动台架设任务，按照震后12 小时地震响应行动清单在规定时间内圆满完成工作任务。