一種分布式地震預警信息處理方法及系統的製作方法
2023-06-21 01:41:16 1
專利名稱：一種分布式地震預警信息處理方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及地震預警領域，尤其是涉及一種分布式地震預警信息處理方法及系統。
背景技術：
地震預警(在日本稱為地震緊急速報)是指在地震發生後以最短的時間確定地震的位置及強度，利用現代通信以及速度快但強度弱的縱波和速度慢卻強度大的橫波之間的時間差，在破壞性的地震波達到目標區域之前，對目標區域發出預警信息，從而使人們能夠採取緊急措施，減輕人員財產損失。現有的地震預警系統的工作流程和地震預警系統的硬體構成如圖1，如日本「緊急地震速報系統」的構成方式為，分布在各個設防地區的地震動監測儀器不斷採集實時地震 動波形並傳輸到中心伺服器；中心伺服器將完成以下工作處理地震動波形，獲取該臺站數據的關鍵信息，將多個臺站的關鍵信息進行綜合處理，獲取地震參數，並最終得到預警信息，並發布預警信息。而預警接收與處置儀器則接收預警信息並完成緊急處置。上述方法對硬體要求較高，適合於網絡通訊條件好的地方，否則無法保證能夠進行實時的數據傳輸。同時如果採用這種方法進行實時數據的傳輸，其通訊量較大，傳輸費用將較高，從而維護費用高；在有些地區布設儀器進行實時數據傳輸還需要架設專線，限制了儀器布設區域並提高了臺站布設成本；已經布設好的地震臺網中很多臺站都不具有實時通信能力，從而限制了這些臺站應用於預警，不能充分利用資源，提高了建設成本。上述方法還有一個缺陷是由於地震儀器有多種種類，有採集加速度值的強震儀和採集速度值的地震儀，它們傳到中心伺服器的實時數據是不同的，當這些不同類型的數據傳到中心伺服器時，中心伺服器要進行分別處理，特別是地震儀中又包括寬頻帶地震儀，短周期地震儀等，使用這些數據的時候中心伺服器需要進行不同的處理，那麼中心伺服器的處理軟體就要對這些實時流數據進行分門別類的處理，使得處理過程變得複雜。同時對於各種檢測儀器的參數與分類記錄也很繁瑣，需要良好、準確的地震動波形信息採集、傳輸、記錄才能保證中心伺服器處理的正確性。
發明內容
為了解決上述的困難，本發明提出了一種地震預警信息分布式處理的方式，即將地震預警中心需要處理的關鍵信息放到各地震監測儀器處分別進行處理，然後將計算出的結果發到地震預警中心，這樣可以減少數據傳輸量，從而提高傳輸速度，其次也減少了地震預警中心的處理步驟，進一步提高地震預警的實時性。本發明公開的一種分布式地震預警信息處理方法，包括以下步驟
Si:各設防地區設置有地震監測儀器及地震預警關鍵信息產生儀；各地的地震監測儀器採集地震動波形，並發送給當地的地震預警關鍵信息產生儀；
S2:各地的地震預警關鍵信息產生儀對接收到的地震動波形進行處理生成地震預警關鍵信息，並將各自的地震預警關鍵信息發送給預警中心伺服器進行匯總；
S3:預警中心伺服器根據各地的地震預警關鍵信息計算出地震基本參數並進行信息發布。本發明還公開了一種分布式地震預警信息處理系統，包括地震監測儀器、預警中心伺服器以及安置在臺站處的地震預警關鍵信息產生儀；
所述地震監測儀器分布於各設防地區，用於採集當地的地震動波形；
在所述的各地震監測儀器處分別設置一臺地震預警關鍵信息產生儀，所述地震預警關鍵信息產生儀用於接收其所在地的地震監測儀器輸出的地震動波形，根據所述地震動波形生成地震預警關鍵信息，並將所述地震預警關鍵信息傳輸給預警中心伺服器；
所述預警中心伺服器用於接收各設防地區的地震預警關鍵信息產生儀輸出的地震預 警關鍵信息，並據此計算地震基本參數。優選地，預警中心伺服器還用於接收用戶根據所述地震基本參數得出的預警信
肩、O優選地，還包括預警信息接收與處置設備；所述預警信息接收與處置設備分布於各設防地區，用於接收、發布並處置預警中心伺服器輸出的預警信息。與現有技術相比，在本發明的方法步驟中，將地震動波形的採集以及地震預警關鍵信息的計算分別放到地震監測儀器和地震預警關鍵信息產生儀中，使得地震監測儀器向預警中心伺服器發送的數據可以只是用於地震預警的關鍵信息，而這些關鍵信息在地震發生時才產生，平時不會產生，且一次地震中關鍵信息的數據量也較少。從而使得本發明具有以下優點
1、可以大大減少實時數據流的傳輸，節約通訊成本；
2、傳輸數據量的減少可提高數據的時效性；
3、預警中心伺服器處獲取統一的地震關鍵信息，可以屏蔽不同儀器的差異，使得中心處理軟體簡化，便於開發和維護。
圖I為現有的地震預警系統結構示意 圖2為本發明的分布式地震預警信息處理系統的原理框圖及其中的信號走向；
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。
如圖2所示，本發明的分布式地震預警信息處理系統創新性的在地震監測儀器、預警中心伺服器之間加入了地震預警關鍵信息產生儀，將後端的中心伺服器大批量的數據處理工作放到了各個設防地區，各個設防地區只需根據當地的地震動波形計算出地震預警關鍵信息傳輸給中心伺服器，大大減少了數據傳輸量，減輕了中心伺服器的工作，提高了數據處理速度。具體結構是所述地震監測儀器分布於各設防地區，用於採集當地的地震動波形。在所述的各地震監測儀器處分別設置一臺地震預警關鍵信息產生儀，所述地震預警關鍵信息產生儀與當地的地震監測儀器具有信號連接，用於接收其所在地的地震監測儀器輸出的地震動波形，根據地震動波形計算地震預警關鍵信息，並將所述地震預警關鍵信息傳輸給預警中心伺服器；地震預警關鍵信息包括地震來襲時的P波到時、地震初動前三
秒的特徵周期Te地震初動前三秒
峰值位移巧以及當次地震對應該地震監測儀器的烈度等關鍵信息。所述預警中心伺服器通過有線或無線的方式與各設防地區的地震預警關鍵信息產生儀進行通信，用於接收各地震預警關鍵信息產生儀輸出的地震預警關鍵信息，並從中計算出地震基本參數。用戶可根據預警中心伺服器計算得到的地震基本參數確定預警信息並輸入到預警中心伺服器中。作為本系統的一種優選實施方式，還可以包含預警信息接收與處置設備；所述預警信息接收與處置設備分布於各設防地區，用於接收並發布預警中心伺服器輸出的預警信肩、O本實施例所採用的地震預警關鍵信息產生儀為市售的地震預警和烈度速報專用KSG信號產生器。地震預警關鍵信息產生儀包括控制單元以及與控制單元連接的地震監測儀接口和通信接口。地震監測儀接口與地震監測儀器連接。通信接口可通過乙太網通訊、手機網絡通訊或者衛星通信與預警中心伺服器連接通訊。接下來闡述本發明的分布式地震預警信息處理系統的工作方法，本方法包括以下步驟
第一步各地的地震監測儀器採集地震動波形，並發送給當地的地震預警關鍵信息產生儀；
先在各地震地區布設好地震監測儀器，同時在各地震監測器處設置一個地震預警關鍵信息產生儀，當有地震時，各地震監測儀器實時進行地震動數據的採集。由於地震預警為一種超級地震速報，是基於儀器記錄的，其時效性要求很高，這就需要在地震高發區域密集的布設地震監測儀器(如數字地震儀或者強震儀)來實時偵測地震。然後，地震監測儀器將採集的地震動波形發送給地震預警關鍵信息產生儀進行下一步處理。第二步各地的地震預警關鍵信息產生儀對接收到的數據進行處理生成地震預警關鍵信息，並將地震預警關鍵信息發送給預警中心伺服器進行匯總；
地震預警關鍵信息產生儀根據地震動波形計算得出地震來襲時的P波到時、地震初動
前三秒的特徵周期I、地震初動前三秒峰值位移巧以及當次地震對應該地震監測儀器的
烈度等關鍵信息；此步驟中的各種關鍵信息計算方法都是本領域的公知技術，這裡省略不做說明。第三步預警中心伺服器根據地震預警關鍵信息計算出地震基本參數，然後將用戶根據地震基本參數得出並輸入預警中心伺服器的預警信息發送給預警信息接收與處置設備，完成地震預警信息處理。該步驟主要包括以下各方面
計算地震基本參數地震基本參數的計算包括震中位置、地震震級、震源深度和發震時間，這些參數對地震預警來說都是至關重要的，具體計算過程及方法也是本領域的公知技術，這裡省略不做說明。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，應當指出的是，凡 在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.ー種分布式地震預警信息處理方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟 Si:各設防地區設置有地震監測儀器及地震預警關鍵信息產生儀；各地的地震監測儀器採集地震動波形，並發送給當地的地震預警關鍵信息產生儀； S2:各地的地震預警關鍵信息產生儀對接收到的地震動波形進行處理生成地震預警關鍵信息，並將各自的地震預警關鍵信息發送給預警中心伺服器進行匯總； S3:預警中心伺服器根據各地的地震預警關鍵信息計算出地震基本參數並進行信息發布。
2.ー種分布式地震預警信息處理系統，包括地震監測儀器與預警中心伺服器，其特徵在於，還包括安置在臺站處的地震預警關鍵信息產生儀； 所述地震監測儀器分布於各設防地區，用於採集當地的地震動波形； 在所述的各地震監測儀器處分別設置一臺地震預警關鍵信息產生儀，所述地震預警關鍵信息產生儀用於接收其所在地的地震監測儀器輸出的地震動波形，根據所述地震動波形生成地震預警關鍵信息，並將所述地震預警關鍵信息傳輸給預警中心伺服器； 所述預警中心伺服器用於接收各設防地區的地震預警關鍵信息產生儀輸出的地震預警關鍵信息，並據此計算地震基本參數。
3.根據權利要求2所述ー種分布式地震預警信息處理系統，其特徵在於，預警中心伺服器還用於接收用戶根據所述地震基本參數得出的預警信息。
4.根據權利要求3所述ー種分布式地震預警信息處理系統，其特徵在幹，還包括預警信息接收與處置設備；所述預警信息接收與處置設備分布於各設防地區，用於接收預警中心伺服器輸出的預警信息，然後發布並處置所述的預警信息。
全文摘要
本發明提供一種分布式地震預警信息處理方法及系統，該方法包括以下步驟(1)各地的地震監測儀器採集地震動波形，並發送給當地的地震預警關鍵信息產生儀；(2)地震預警關鍵信息產生儀對接收到的數據進行處理生成地震預警關鍵信息，並將地震預警關鍵信息發送給預警中心伺服器進行匯總；(3)預警中心伺服器根據地震預警關鍵信息計算出地震基本參數，然後將用戶根據地震基本參數得出並輸入預警中心伺服器的預警信息發送給預警信息接收與處置設備，完成地震預警信息處理。由於各臺站的預警關鍵信息是在臺站處進行計算並傳到預警中心的，具有可以大大減少實時數據流的傳輸，節約通訊成本，且傳輸數據量的減少可提高數據的時效性的突出優點。
文檔編號G01V1/28GK102736101SQ201210202868
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月19日 優先權日2012年6月19日
發明者崔建文, 朱建鋼, 王暾, 賴敏 申請人:成都高新減災研究所