荐言献策

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

河北预警网地震预警处理系统运行现状

王亚玲 毛国良 蒋宏毅 王宁 蔡玲玲

王亚玲,毛国良,蒋宏毅,等. 河北预警网地震预警处理系统运行现状[J]. 华北地震科学,2023, 41(3):43-51. doi:10.3969/j.issn.1003−1375.2023.03.007
引用本文: 王亚玲,毛国良,蒋宏毅,等. 河北预警网地震预警处理系统运行现状[J]. 华北地震科学,2023, 41(3):43-51. doi:10.3969/j.issn.1003−1375.2023.03.007
WANG Yaling,MAO Guoliang,JIANG Hongyi,et al. Analysis on the Operation Status of Earthquake Early Warning Processing System of Hebei Province[J]. North China Earthquake Sciences,2023, 41(3):43-51. doi:10.3969/j.issn.1003−1375.2023.03.007
Citation: WANG Yaling,MAO Guoliang,JIANG Hongyi,et al. Analysis on the Operation Status of Earthquake Early Warning Processing System of Hebei Province[J]. North China Earthquake Sciences,2023, 41(3):43-51. doi:10.3969/j.issn.1003−1375.2023.03.007

河北预警网地震预警处理系统运行现状

doi: 10.3969/j.issn.1003-1375.2023.03.007
基金项目: 河北省地震局星火青年项目(DZ2021121600009);中国地震局地震科技星火计划项目(XH21003Y)
详细信息
    作者简介:

    王亚玲(1992—),女,河北保定人,工程师,主要从事地震监测、数据处理工作. E-mail:1625715932@qq.com

    通讯作者: 蔡玲玲(1983—),女,河北邢台人,高级工程师,主要从事地震监测、预警工作. E-mail:66458678@qq.com
  • 中图分类号: P315.6

Analysis on the Operation Status of Earthquake Early Warning Processing System of Hebei Province

  • 摘要: 基于试运行以来触发预警系统的地震事件,分别统计并分析JEEW、EEW系统的记录及报送数据,结果表明,① JEEW系统首报用时均在10 s以内,震级偏差平均值为0.69,震中距偏差均在10 km以内,偏差在5 km内占比达89.36%;EEW系统首报用时在10 s以内占比为64.7%,震级偏差均值为0.60,震中距偏差在10 km以内,占比为76.47%;② 编目震级M3.0以上地震事件,JEEW系统结果显示:首报用时在4~6 s,震级偏差0.3~0.6,震中位置偏差值0.7~3.5 km;EEW系统结果显示:首报用时在3~8 s,震级偏差值0.0~0.6,震中位置偏差值1.0~5.2 km,因此,3级以上地震事件预警用时较短,定位结果相对精确。
  • 图  1  京津冀预警站点分布图

    Figure  1.  Distribution of warning stations in Beijing, Tianjin and Hebei

    图  2  地震事件分布图

    Figure  2.  Distribution map of earthquake events

    图  3  升级前后的首报用时

    Figure  3.  Comparison before and after upgrade of initial reporting time

    图  4  升级前后震级偏差

    Figure  4.  Comparison of magnitude deviation before and after upgrade

    图  5  预警结果分析

    Figure  5.  Analysis of early warning results

    图  6  预警、编目震级及震级偏差值

    Figure  6.  Early warning, catalogued magnitude and magnitude deviation

    图  7  首报用时升级前后对比

    Figure  7.  Comparison before and after upgrade of initial reporting time

    图  8  震级偏差值升级前后对比

    Figure  8.  Comparison of magnitude deviation before and after upgrade

    图  9  预警分系统EEW触发结果

    Figure  9.  EEW triggering result of early warning subsystem

    表  1  河北地震预警网接入站点表

    Table  1.   Access site list of Hebei earthquake Early Warning Network

    省市基准站基本站一般站共计
    河北省831939751251
    北京市3310165199
    天津市348980203
    合计15038311201653
    下载: 导出CSV

    表  2  预警分系统JEEW触发事件首报预警信息表

    Table  2.   Early warning information table of the first report of the JEEW trigger event in the early warning subsystem

    预警触发结果编目结果对比
    发震时刻首报用时/s震级(M)纬度/(°N)经度/(°E)发震时刻震级(M地名震级偏差震中距偏差/km
    20210616T175746.053.141.09117.9020210616T175746.12.8河北承德县0.31.2
    20210617T080753.263.641.09117.9020210617T080753.43.0河北承德县0.60.7
    20210622T111448.164.341.16114.4220210622T111448.13.9河北张北0.41.5
    20210624T051704.843.539.84118.7820210624T051704.73.0河北滦州0.53.0
    20210702T121445.853.239.70118.4720210702T121445.72.2河北滦州1.03.5
    20210709T235549.542.439.11117.0420210709T235549.11.5天津西青0.91.8
    20210715T163119.244.137.55115.1120210715T163118.93.6河北宁晋0.53.0
    20210721T175709.373.240.61114.8820210721T175708.42.9河北宣化0.33.8
    20210811T034659.863.340.60114.8520210811T034659.22.4河北宣化0.91.6
    20210812T070715.273.139.72118.4520210812T070716.12.1河北唐山1.06.3
    20210813T225004.443.139.71118.9520210813T225004.62.2河北昌黎0.91.0
    20210818T080045.262.638.93116.7920210818T080043.42.0天津静海0.66.9
    20210827T070737.642.839.79118.6720210827T070736.62.4河北滦州0.43.2
    20210831T202918.983.638.29117.0220210831T202918.22.9河北沧县0.71.2
    20211011T043751.752.739.74118.7220211011T043751.71.9河北滦州0.81.0
    20211012T065128.963.339.75118.4320211012T065129.02.2河北唐山1.13.0
    20211021T044658.162.739.16116.7520211021T044657.41.3河北永清1.49.7
    20211031T235152.652.939.60118.1320211031T235151.82.2河北唐山0.70.3
    20211103T135153.463.338.19116.8120211103T135152.92.9河北沧县0.41.8
    20211105T042510.662.939.50118.1520211105T042509.32.3河北丰南0.61.3
    20211109T042717.653.036.60114.6320211109T042716.52.8河北邯郸县0.22.7
    20211112T125401.863.238.76117.6220211112T125401.72.9天津滨海海域0.31.7
    20211113T204355.053.139.95118.9720211113T204355.52.3河北卢龙0.83.7
    20211114T125931.553.539.95118.9820211114T125931.83.0河北卢龙0.53.0
    20211122T142114.062.838.44116.4020211122T142112.62.6河北河间0.23.3
    20211204T214203.152.839.97118.9420211204T214203.12.0河北卢龙0.84.4
    20211208T083056.152.939.67118.8220211208T083056.32.1河北昌黎0.82.3
    20211216T200310.353.139.73118.7220211216T200309.42.1河北滦州1.04.1
    20220108T125931.252.639.65118.2320220108T125930.32.0河北唐山0.67.5
    20220111T162112.352.939.96118.9920220111T162112.21.7河北卢龙1.20.6
    20220111T164809.052.739.96118.9820220111T164809.31.7河北卢龙1.02.0
    20220122T151521.572.440.13116.4720220122T151521.32.0北京昌平0.41.3
    20220203T015526.862.739.99116.5120220203T015527.02.8北京朝阳-0.10.8
    20220206T214849.944.036.98115.4520220206T214849.03.6河北威县0.41.5
    20220207T185038.843.039.67118.8120220207T185039.52.0河北昌黎1.02.0
    20220224T125852.943.339.32117.9320220224T125852.52.8河北丰南0.51.8
    20220224T134406.442.739.31117.9020220224T134405.42.3河北丰南0.44.3
    20220303T234324.462.837.58115.1320220303T234324.01.9河北宁晋0.92.1
    20220309T010705.552.939.74118.8020220309T010705.02.0河北滦州0.95.1
    20220311T203713.082.539.78116.7620220311T203712.61.7北京通州0.82.4
    20220319T032838.753.540.56114.6320220319T032837.82.5河北怀安1.02.1
    20220323T221346.262.739.78118.6420220323T221345.52.0河北滦州0.72.5
    20220407T162118.983.339.69118.5120220407T162118.7.2.1河北唐山1.22.5
    20220429T025223.864.040.63114.1220220429T025224.23.1山西天镇0.92.0
    20220508T155525.063.440.56114.6020220508T155524.02.8河北怀安0.62.8
    20220521T160530.044.039.96118.9920220521T160531.03.6河北卢龙0.41.4
    20220525T202509.053.340.56114.5820220225T202508.03.0河北怀安0.33.3
    20220609T110700.593.036.33114.3420220609T110700.02.0河北磁县1.03.0
    20220623T003659.052.839.72117.4320220623T003659.02.1天津宝坻0.72.6
    20220701T160301.363.039.67118.9120220701T160302.02.2河北昌黎0.82.6
    20220721T191454.883.339.93118.7620220721T191457.01.9河北滦州1.48.9
    20220801T002204.672.739.36117.8220220801T002204.02.2天津宁河0.50.5
    20220802T063151.262.840.48116.5020220802T063150.02.5北京怀柔0.32.8
    20220811T154708.262.836.38114.3320220811T154708.02.6河北磁县0.21.9
    20220825T105254.452.736.38114.3320220825T105254.02.4河北磁县0.31.9
    20220916T010528.053.236.37114.3320220916T010527.02.9河北磁县0.30.9
    20221002T160721.062.739.13117.6320221002T160720.02.1天津滨海0.61.7
    20221003T014938.144.638.36113.7420221003T014938.04.2河北平山0.43.5
    下载: 导出CSV

    表  3  预警分系统EEW触发事件首报预警信息表

    Table  3.   Early warning information table of the first report of EEW trigger events in the early warning subsystem

    预警触发结果编目结果对比
    首报用时/s发震时刻纬度/(°N)经度/(°E)震级(M)编目发震时刻编目震级(M)地名位置偏差/km震级偏差(M)
    7.720210612T224907.041.17114.412.620210612T224907.73.2河北张北县1−0.6
    11.920210617T080752.041.02117.74.220210617T080753.42.8河北承德市18.61.4
    5.420210715T163120.037.51115.043.420210715T163118.93.6河北宁晋5.20.2
    16.820210721T175701.040.30114.584.620210721T175708.42.9河北宣化县46.51.7
    720210813T225005.039.72118.942.520210813T225004.62.2河北昌黎1.60.3
    22.820210818T080038.038.51116.422.920210818T080043.42天津静海50.60.9
    9.520211103T135154.038.20116.812.520211103T135152.92.9河北沧县3.8−0.4
    10.320211105T042504.039.17118.093.420211105T042509.32.3河北丰南36.71.1
    7.420211122T142114.038.43116.452.620211122T142112.62.6河北河间7.10
    5.220211205T052131.042.62116.533.820211205T052132.72.8内蒙古正蓝旗7.41
    4.620220206T214850.036.98115.453.420220206T214849.03.6河北威县2.10.2
    7.920220224T125853.039.35117.923.020220224T125852.53河北丰南0.70
    19.520220224T134405.639.33117.913.020220224T134405.42.3河北丰南2.70.7
    7.920220207T185039.639.68118.823.020220207T185039.52河北昌黎0.81
    2020220306T152541.138.82116.303.020220306T152540.62.6河北文安4.90.4
    520220319T032838.340.55114.643.020220319T032837.82.8河北文安1.00.2
    6.120220429T025224.640.63114.123.020220429T025224.23.1山西天镇2.00.1
    6.920220508T155524.040.55114.603.020220508T155523.82.8河北怀安2.00.2
    6.920220511T041641.039.60118.433.020220511T041615.84.0辽宁瓦房店海域204.3−1.0
    3.020220521T160530.039.96118.983.320220521T160530.63.6河北卢龙2.0−0.3
    4.820220525T202509.040.57114.573.020220525T202507.63.0河北怀安4.50
    29.620220701T160301.039.638118.912320220701T160302.02.2河北昌黎4.80.8
    18.620220811T154711.036.518114.163320220811T154708.02.6河北磁县23.80.4
    20.720220825T105255.036.469114.283320220825T105254.02.4河北磁县12.80.6
    4.520220916T010528.036.377114.333320220916T010527.02.9河北磁县1.60.1
    23.320221002T160720.039.128117.538320221002T160720.02.1天津滨海9.40.9
    3.720221003T014938.038.358113.7414.520221003T014938.04.3河北平山4.00.3
    下载: 导出CSV
  • [1] 张红才, 金星, 李军, 等. 地震预警震级计算方法研究综述[J]. 地球物理学进展, 2012, 27(2): 464-474.
    [2] 王莉婵, 毛国良, 李小军, 等. 2020年7月12日唐山MS5.1地震预警处理能力分析[J]. 中国地震, 2020, 36(3): 394-406.
    [3] 蔡寅, 张明, 赵瑞, 等. 地震预警信息快速发布系统研究[J]. 震灾防御技术, 2019, 14(1): 247-258. doi:  10.11899/zzfy20190124
    [4] 董晨阳, 董建平, 陈江鸿. 镇江市地震预警系统效能分析[J]. 震灾防御技术, 2020, 15(3): 556-562.
    [5] 金星, 张红才, 李军, 等. 地震预警震级确定方法研究[J]. 地震学报, 2012, 34(5): 593-610. doi:  10.3969/j.issn.0253-3782.2012.05.002
    [6] 何沛阳, 卢建旗, 李山有, 等. 地震预警震级估算方法的不确定性评估模型——以τpmax法为例[J]. 内陆地震, 2020, 34(4): 317-329.
    [7] 申重阳, 杨光亮. 一种比测震更快的地震预警新方法: 高精度重力观测网[J]. 地震地磁观测与研究, 2020, 41(4): 264-265.
    [8] Horiuchi S, Negishi H, Abe K, et al. An automatic processing system for broadcasting earthquake alarms[J]. Bulletin of the Seismological Society of America, 2005, 95(2): 708-718. doi:  10.1785/0120030133
    [9] Kuyuk H S, Allen R M. A global approach to provide magnitude estimates for earthquake early warning alerts[J]. Geophysical Research Letters, 2013, 40(24): 6329-6333. doi:  10.1002/2013GL058580
    [10] 马强. 地震预警技术研究及应用[D]. 哈尔滨: 中国地震局工程力学研究所, 2008.
    [11] 袁志祥, 单修政, 徐世芳, 等. 地震预警技术综述[J]. 自然灾害学报, 2007, 16(6): 216-223. doi:  10.13577/j.jnd.2007.0639
    [12] 杨陈. 地震预警设计中的若干系统工程问题研究[D]. 北京: 中国地震局地球物理研究所, 2018.
    [13] 余聪, 宋晋东, 李山有. 基于支持向量机的现地地震预警地震动峰值预测[J]. 振动与冲击, 2021, 40(3): 63-72,80. doi:  10.13465/j.cnki.jvs.2021.03.009
    [14] 刘赫奕, 宋晋东, 李山有. ShakeAlert: 美国西海岸地震预警系统发展[J]. 地震与工程振动, 2020, 40(6): 61-70.
    [15] 杨陈. 中国地震预警系统建设的几个关键问题[J]. 工程研究-跨学科视野中的工程, 2013, 5(4): 354-364.
    [16] 林淋, 李成河, 魏艳明. 地震烈度速报及地震预警系统计算参数选取[J]. 黑龙江工程学院学报, 2019, 33(6): 20-23. doi:  10.19352/j.cnki.issn1671-4679.2019.06.005
  • [1] 孙鸿博, 孙艺, 赵楠, 解惠婷, 陆立, 荆涛.  基于“三网一员”的震后灾情速报系统设计与应用 . 华北地震科学, 2023, 41(2): 1-7. doi: 10.3969/j.issn.1003-1375.2023.02.001
    [2] 马旭东, 蒋弘毅.  地震预警日志分析系统设计与实现 . 华北地震科学, 2022, 40(4): 12-18. doi: 10.3969/j.issn.1003-1375.2022.04.003
    [3] 全建军, 陈珊桦, 赖见深, 郑永通, 陈美梅, 林慧卿.  新型雷电预警系统在地震台站的应用 . 华北地震科学, 2019, 37(3): 50-55. doi: 10.3969/j.issn.1003-1375.2019.03.008
    [4] 卓群, 潘震宇, 刘仲达, 丁俊芳.  厦门两类地震现场动态图像传输系统的对比分析 . 华北地震科学, 2010, 28(4): 64-67.
    [5] 刘新, 李小军, 李庆武, 朱田阳.  河北数字遥测地震台站避雷系统 . 华北地震科学, 2008, 26(4): 54-56.
    [6] 赵一萍, 张玲, 赵晓云.  山西数字台网同一台址数字与模拟观测系统的震级对比研究 . 华北地震科学, 2003, 21(1): 52-56.
    [7] 刘芳.  数字与模拟地震观测系统拾震能力的对比分析 . 华北地震科学, 2003, 21(3): 27-31.
    [8] 任佳, 王长江, 秦占梅, 张彦清, 康有明.  张家口数字化地震前兆台网中心技术系统 . 华北地震科学, 2003, 21(3): 52-58.
    [9] 马利军, 任佳, 张彦清, 韩和平.  张家口数字化前兆台网分中心软硬件系统 . 华北地震科学, 2002, 20(3): 60-63.
    [10] 戈宁, 赵建和.  合肥数字遥测地震台网中心局域网软硬件系统 . 华北地震科学, 2000, 18(4): 36-39.
  • 加载中
图(9) / 表 (3)
计量
  • 文章访问数:  1139
  • HTML全文浏览量:  522
  • PDF下载量:  13
出版历程
  • 收稿日期:  2022-08-22
  • 网络出版日期:  2023-07-31
  • 刊出日期:  2023-07-30

河北预警网地震预警处理系统运行现状

doi: 10.3969/j.issn.1003-1375.2023.03.007
    基金项目:  河北省地震局星火青年项目(DZ2021121600009);中国地震局地震科技星火计划项目(XH21003Y)
    作者简介:

    王亚玲(1992—),女,河北保定人,工程师,主要从事地震监测、数据处理工作. E-mail:1625715932@qq.com

    通讯作者: 蔡玲玲(1983—),女,河北邢台人,高级工程师,主要从事地震监测、预警工作. E-mail:66458678@qq.com
  • 中图分类号: P315.6

摘要: 基于试运行以来触发预警系统的地震事件,分别统计并分析JEEW、EEW系统的记录及报送数据,结果表明,① JEEW系统首报用时均在10 s以内,震级偏差平均值为0.69,震中距偏差均在10 km以内,偏差在5 km内占比达89.36%;EEW系统首报用时在10 s以内占比为64.7%,震级偏差均值为0.60,震中距偏差在10 km以内,占比为76.47%;② 编目震级M3.0以上地震事件,JEEW系统结果显示:首报用时在4~6 s,震级偏差0.3~0.6,震中位置偏差值0.7~3.5 km;EEW系统结果显示:首报用时在3~8 s,震级偏差值0.0~0.6,震中位置偏差值1.0~5.2 km,因此,3级以上地震事件预警用时较短,定位结果相对精确。

English Abstract

王亚玲,毛国良,蒋宏毅,等. 河北预警网地震预警处理系统运行现状[J]. 华北地震科学,2023, 41(3):43-51. doi:10.3969/j.issn.1003−1375.2023.03.007
引用本文: 王亚玲,毛国良,蒋宏毅,等. 河北预警网地震预警处理系统运行现状[J]. 华北地震科学,2023, 41(3):43-51. doi:10.3969/j.issn.1003−1375.2023.03.007
WANG Yaling,MAO Guoliang,JIANG Hongyi,et al. Analysis on the Operation Status of Earthquake Early Warning Processing System of Hebei Province[J]. North China Earthquake Sciences,2023, 41(3):43-51. doi:10.3969/j.issn.1003−1375.2023.03.007
Citation: WANG Yaling,MAO Guoliang,JIANG Hongyi,et al. Analysis on the Operation Status of Earthquake Early Warning Processing System of Hebei Province[J]. North China Earthquake Sciences,2023, 41(3):43-51. doi:10.3969/j.issn.1003−1375.2023.03.007
    • 地震预警最早是Cooper在1868年美国旧金山大震后提出的设想,现如今是有效减轻地震灾害措施之一[1]。其原理是因电磁波的传播速度远远大于地震波传播的速度,利用时间差可在破坏性地震波到达前发布地震的预警信息[2-5]。社会大众利用预警系统争取到的几秒至几十秒的时间避险,实施紧急处置,从而减轻人员伤亡及地震对重要基础设施、民生工程的损害。

      日本、墨西哥、美国等地震风险较高国家及地区均已建设、投入使用预警系统[6-7] 。日本是世界上最早建设预警系统国家之一,在20世纪50年代建立铁路预警系统,并在80年代建立紧急地震速报系统,经过不断发展,日本的预警系统应用效果良好,2007年便开始基于“紧急地震速报”对社会公众发布预警信息[8-12];1985年墨西哥开发了一套地震预警系统,并于1991年逐步建立预警系统SAS[13];美国1994年开启地震预警研究工作,经过技术不断更新,建成了“ShakeAlert”系统[14]。1976年国内唐山地震、2008年汶川地震,给人民的生命财产带来巨大的损失,至此地震预警在国内逐步开展研究建设。据《国家防震减灾规划(2006—2020年)》设立的目标,地震预警系统作为中国目前防震减灾的一项重点任务来开展。尤其在2003年6月“地震预警与烈度速报系统的研究与示范应用”验收的通过,标志中国地震预警建设迈出历史性的一步。随着“国家地震烈度速报与预警工程”完成立项,国内的预警工程正式进入规划设计的日程[15]。2018年中国地震局正式开始实施国家地震烈度速报与预警工程,河北局经过一系列建设、整改等工作,于2021年6月正式试运行,并在2022年冬奥会期间为赛区提供了预警信息服务。

      强震的发生,往往伴随着巨大的破坏力,给人类生命、财产造成威胁,因此通过研究地震破坏规律,及时警示地震可能产生的破坏系数、快速计算震后烈度情况具有十分重要的社会意义[16]。本文基于试运行以来预警系统触发的地震事件为研究数据,分析河北预警处理系统现阶段运行情况,为预警网的性能提升提供数据支撑。

    • 河北省预警核心业务系统包括JEEW处理系统、EEW处理系统、烈度速报系统、决策平台、紧急地震信息服务系统、预警融合系统、运维监控系统已经完成部署,与中国地震台网中心、北京市地震局、天津市地震局进行实时数据交换,实现“国省”两级决策预警发布机制,构建完成京津冀地震预警网,2021年6月正式试运行。

      河北地震预警网接入1 653个地震预警站点,其中河北1 251个(基准站83个:新建基准站10个、改造基准站69个、背景场项目4个;基本站193个:新建基本站78个、改造基本站67个、背景场项目48个;一般站975个:新建一般站566个、烈度试验项目129个、烈度示范项目100个、省预警项目180个)、北京局199个、天津局203个(表1图1)。

      表 1  河北地震预警网接入站点表

      Table 1.  Access site list of Hebei earthquake Early Warning Network

      省市基准站基本站一般站共计
      河北省831939751251
      北京市3310165199
      天津市348980203
      合计15038311201653

      图  1  京津冀预警站点分布图

      Figure 1.  Distribution of warning stations in Beijing, Tianjin and Hebei

      依据河北局预警网站点分布密度,计算河北预警网预警时效。图1中站点密度小于等于10 km的预警时效可达到5~7 s,主要分布在北京、天津、河北唐山市、河北秦皇岛市西部、河北石家庄市、河北唐山市、河北张家口市南部、河北邯郸市东部、河北邢台市中部等区域;站点密度在10~20 km,预警时效在7~10 s;站点密度大于20 km,预警时效大于10 s,主要在河北省北端,预警站点稀疏。

    • 本文选取了2021年6月份试运行以来预警触发的58次地震(图2)。其中,2.0~2.9级26次;3.0~3.9级26次;4.0~4.9级6次(以上震级均为预警震级)。

      图  2  地震事件分布图

      Figure 2.  Distribution map of earthquake events

    • 2021年6月,部署地震预警分系统JEEW版本为Jopens6.1.8,10月整改期间升级为Jopens6.1.9,2021年12月31日升级为新的软件定型版本Jopens 6.1.10 RELEASE。

      地震预警是需要时间的,这个时间不仅包括 P 波传播到台站的时间,还包括地震定位时间、计算机处理及发布时间、地震仪检测信号、数据采集器转换和封装信号、信号传输和信号交换等环节延时以及系统反应时间。JEEW系统试运行以来,首报用时最多9 s,最少4 s,平均用时为5.5 s。另外,由于处理系统版本升级,定位策略改变定位台站数影响首报用时。其中:Jopens 6.1.8版本定位策略是采用2个台站,Jopens 6.1.9定位策略是采用3个台站,Jopens 6.1.10版本,定位策略是采用5个台站。尤其在升级前后策略改变首报用时差异较大(图3)。升级后首报用时大于7 s的占比由7%增至14%,首报用时4~6 s的占比由56%增至61%;升级后的震级偏差值小于等于0.6的占比由50%提升至54%(图4)。

      图  3  升级前后的首报用时

      Figure 3.  Comparison before and after upgrade of initial reporting time

      图  4  升级前后震级偏差

      Figure 4.  Comparison of magnitude deviation before and after upgrade

      本文采用正式编目结果作为参考与预警结果进行对比,但是测震台网与预警系统地震定位手段、方式不同,因此是相对对比结果。结果显示:震中位置偏差最大为9.7 km,最小为0.3 km,平均震中位置偏差2.7 km;震级偏差最大为1.4级,最小为−0.1级,平均震级偏差0.66(表2图5)。

      表 2  预警分系统JEEW触发事件首报预警信息表

      Table 2.  Early warning information table of the first report of the JEEW trigger event in the early warning subsystem

      预警触发结果编目结果对比
      发震时刻首报用时/s震级(M)纬度/(°N)经度/(°E)发震时刻震级(M地名震级偏差震中距偏差/km
      20210616T175746.053.141.09117.9020210616T175746.12.8河北承德县0.31.2
      20210617T080753.263.641.09117.9020210617T080753.43.0河北承德县0.60.7
      20210622T111448.164.341.16114.4220210622T111448.13.9河北张北0.41.5
      20210624T051704.843.539.84118.7820210624T051704.73.0河北滦州0.53.0
      20210702T121445.853.239.70118.4720210702T121445.72.2河北滦州1.03.5
      20210709T235549.542.439.11117.0420210709T235549.11.5天津西青0.91.8
      20210715T163119.244.137.55115.1120210715T163118.93.6河北宁晋0.53.0
      20210721T175709.373.240.61114.8820210721T175708.42.9河北宣化0.33.8
      20210811T034659.863.340.60114.8520210811T034659.22.4河北宣化0.91.6
      20210812T070715.273.139.72118.4520210812T070716.12.1河北唐山1.06.3
      20210813T225004.443.139.71118.9520210813T225004.62.2河北昌黎0.91.0
      20210818T080045.262.638.93116.7920210818T080043.42.0天津静海0.66.9
      20210827T070737.642.839.79118.6720210827T070736.62.4河北滦州0.43.2
      20210831T202918.983.638.29117.0220210831T202918.22.9河北沧县0.71.2
      20211011T043751.752.739.74118.7220211011T043751.71.9河北滦州0.81.0
      20211012T065128.963.339.75118.4320211012T065129.02.2河北唐山1.13.0
      20211021T044658.162.739.16116.7520211021T044657.41.3河北永清1.49.7
      20211031T235152.652.939.60118.1320211031T235151.82.2河北唐山0.70.3
      20211103T135153.463.338.19116.8120211103T135152.92.9河北沧县0.41.8
      20211105T042510.662.939.50118.1520211105T042509.32.3河北丰南0.61.3
      20211109T042717.653.036.60114.6320211109T042716.52.8河北邯郸县0.22.7
      20211112T125401.863.238.76117.6220211112T125401.72.9天津滨海海域0.31.7
      20211113T204355.053.139.95118.9720211113T204355.52.3河北卢龙0.83.7
      20211114T125931.553.539.95118.9820211114T125931.83.0河北卢龙0.53.0
      20211122T142114.062.838.44116.4020211122T142112.62.6河北河间0.23.3
      20211204T214203.152.839.97118.9420211204T214203.12.0河北卢龙0.84.4
      20211208T083056.152.939.67118.8220211208T083056.32.1河北昌黎0.82.3
      20211216T200310.353.139.73118.7220211216T200309.42.1河北滦州1.04.1
      20220108T125931.252.639.65118.2320220108T125930.32.0河北唐山0.67.5
      20220111T162112.352.939.96118.9920220111T162112.21.7河北卢龙1.20.6
      20220111T164809.052.739.96118.9820220111T164809.31.7河北卢龙1.02.0
      20220122T151521.572.440.13116.4720220122T151521.32.0北京昌平0.41.3
      20220203T015526.862.739.99116.5120220203T015527.02.8北京朝阳-0.10.8
      20220206T214849.944.036.98115.4520220206T214849.03.6河北威县0.41.5
      20220207T185038.843.039.67118.8120220207T185039.52.0河北昌黎1.02.0
      20220224T125852.943.339.32117.9320220224T125852.52.8河北丰南0.51.8
      20220224T134406.442.739.31117.9020220224T134405.42.3河北丰南0.44.3
      20220303T234324.462.837.58115.1320220303T234324.01.9河北宁晋0.92.1
      20220309T010705.552.939.74118.8020220309T010705.02.0河北滦州0.95.1
      20220311T203713.082.539.78116.7620220311T203712.61.7北京通州0.82.4
      20220319T032838.753.540.56114.6320220319T032837.82.5河北怀安1.02.1
      20220323T221346.262.739.78118.6420220323T221345.52.0河北滦州0.72.5
      20220407T162118.983.339.69118.5120220407T162118.7.2.1河北唐山1.22.5
      20220429T025223.864.040.63114.1220220429T025224.23.1山西天镇0.92.0
      20220508T155525.063.440.56114.6020220508T155524.02.8河北怀安0.62.8
      20220521T160530.044.039.96118.9920220521T160531.03.6河北卢龙0.41.4
      20220525T202509.053.340.56114.5820220225T202508.03.0河北怀安0.33.3
      20220609T110700.593.036.33114.3420220609T110700.02.0河北磁县1.03.0
      20220623T003659.052.839.72117.4320220623T003659.02.1天津宝坻0.72.6
      20220701T160301.363.039.67118.9120220701T160302.02.2河北昌黎0.82.6
      20220721T191454.883.339.93118.7620220721T191457.01.9河北滦州1.48.9
      20220801T002204.672.739.36117.8220220801T002204.02.2天津宁河0.50.5
      20220802T063151.262.840.48116.5020220802T063150.02.5北京怀柔0.32.8
      20220811T154708.262.836.38114.3320220811T154708.02.6河北磁县0.21.9
      20220825T105254.452.736.38114.3320220825T105254.02.4河北磁县0.31.9
      20220916T010528.053.236.37114.3320220916T010527.02.9河北磁县0.30.9
      20221002T160721.062.739.13117.6320221002T160720.02.1天津滨海0.61.7
      20221003T014938.144.638.36113.7420221003T014938.04.2河北平山0.43.5

      图  5  预警结果分析

      Figure 5.  Analysis of early warning results

      表2图5a可知,JEEW系统自试运行以来,首报时间均在10 s以内,首报时间小于等于6 s地震事件,占比为87.23%;震中距偏差均在10 km以内,偏差在5 km内占比达89.36%,震中偏差值主要为1~3 km,占比为61.70%;图5b可知震级偏差值均值为0.69,震级偏差值集中在0.3~1.0级,占比为85.10%。由图6所示,基于目前的震例统计结果分析,发现震级越大,预警震级偏差有减少的趋势。但此结论仅是目前震例统计结果与正式编目结果对比分析,是相对对比的一个趋势分析,可以作为预警系统处理分析数据的参考手段。

      图  6  预警、编目震级及震级偏差值

      Figure 6.  Early warning, catalogued magnitude and magnitude deviation

    • 2021年6月部署地震预警分系统EEW版本为eew_process.0.2.1379,共产出地震预警信息27次(其中,内蒙古正蓝旗、辽宁瓦房店海域2个地震事件距离较远,不参与计算),预警系统首报用时最多29.6 s,最少3.0 s,平均用时为11.4 s;EEW系统经过2021年12月31日升级后,首报用时3~6 s的占比由12%提升至37%,大于8 s的占比由50%降至38%(图7)。与JEEW系统相同,采取与正式编目结果对比,结果显示:震中位置偏差最大为50.6 km,最小为0.7 km,平均震中位置偏差10 km;震级偏差最大为1.7级,最小为0级,平均震级偏差0.51,升级前后对比:震级偏差值小于等于0.3级的占比由34%提升至53%(图8表3)。

      图  7  首报用时升级前后对比

      Figure 7.  Comparison before and after upgrade of initial reporting time

      图  8  震级偏差值升级前后对比

      Figure 8.  Comparison of magnitude deviation before and after upgrade

      表 3  预警分系统EEW触发事件首报预警信息表

      Table 3.  Early warning information table of the first report of EEW trigger events in the early warning subsystem

      预警触发结果编目结果对比
      首报用时/s发震时刻纬度/(°N)经度/(°E)震级(M)编目发震时刻编目震级(M)地名位置偏差/km震级偏差(M)
      7.720210612T224907.041.17114.412.620210612T224907.73.2河北张北县1−0.6
      11.920210617T080752.041.02117.74.220210617T080753.42.8河北承德市18.61.4
      5.420210715T163120.037.51115.043.420210715T163118.93.6河北宁晋5.20.2
      16.820210721T175701.040.30114.584.620210721T175708.42.9河北宣化县46.51.7
      720210813T225005.039.72118.942.520210813T225004.62.2河北昌黎1.60.3
      22.820210818T080038.038.51116.422.920210818T080043.42天津静海50.60.9
      9.520211103T135154.038.20116.812.520211103T135152.92.9河北沧县3.8−0.4
      10.320211105T042504.039.17118.093.420211105T042509.32.3河北丰南36.71.1
      7.420211122T142114.038.43116.452.620211122T142112.62.6河北河间7.10
      5.220211205T052131.042.62116.533.820211205T052132.72.8内蒙古正蓝旗7.41
      4.620220206T214850.036.98115.453.420220206T214849.03.6河北威县2.10.2
      7.920220224T125853.039.35117.923.020220224T125852.53河北丰南0.70
      19.520220224T134405.639.33117.913.020220224T134405.42.3河北丰南2.70.7
      7.920220207T185039.639.68118.823.020220207T185039.52河北昌黎0.81
      2020220306T152541.138.82116.303.020220306T152540.62.6河北文安4.90.4
      520220319T032838.340.55114.643.020220319T032837.82.8河北文安1.00.2
      6.120220429T025224.640.63114.123.020220429T025224.23.1山西天镇2.00.1
      6.920220508T155524.040.55114.603.020220508T155523.82.8河北怀安2.00.2
      6.920220511T041641.039.60118.433.020220511T041615.84.0辽宁瓦房店海域204.3−1.0
      3.020220521T160530.039.96118.983.320220521T160530.63.6河北卢龙2.0−0.3
      4.820220525T202509.040.57114.573.020220525T202507.63.0河北怀安4.50
      29.620220701T160301.039.638118.912320220701T160302.02.2河北昌黎4.80.8
      18.620220811T154711.036.518114.163320220811T154708.02.6河北磁县23.80.4
      20.720220825T105255.036.469114.283320220825T105254.02.4河北磁县12.80.6
      4.520220916T010528.036.377114.333320220916T010527.02.9河北磁县1.60.1
      23.320221002T160720.039.128117.538320221002T160720.02.1天津滨海9.40.9
      3.720221003T014938.038.358113.7414.520221003T014938.04.3河北平山4.00.3

      表3图9可知,EEW系统自试运行以来预警触发地震事件,首报时间在10 s以内的地震事件,占比为73.68%,大于20 s的地震事件有2次;震中距偏差在10 km以内,占比为78.95%,震中距偏差值大于10 km的有4次地震事件,其偏差值最高可达50 km;震级偏差值均值为0.5,震级偏差值集中在0~1.0级,占比为82.35%。自2022年以来,随着EEW处理系统能力的不断提升,震中距偏差值均在10 km范围内占比达83.33%。但试运行以来触发地震事件少,且无大震发生,因此统计结果仅作为现阶段EEW系统处理情况的数据参考。

      图  9  预警分系统EEW触发结果

      Figure 9.  EEW triggering result of early warning subsystem

    • 河北预警网自试运行以来,编目震级M3.0以上地震事件在JEEW系统触发结果显示:首报用时在4~6 s,震级偏差M 0.3~0.6,震中位置偏差值0.7~3.5 km;在EEW系统触发结果显示:首报用时在3~8 s,震级偏差值M0.0~0.6,震中位置偏差值1~5.2 km;由此可见,3级以上地震事件预警用时较短,定位结果相对精确。试运行以来M4.0(编目震级)以上地震发生1次,为河北平山M4.3地震,此次地震中国地震预警网(试运行)共发布3报,第一报发布用时3.5 s,震级M4.5,震中烈度6度, 38.358°N, 113.741°E,349个终端接收信息,终端预警等级最高为黄色预警(黄色预警终端45个)。虽未有人员伤亡,但是因处于京津冀地区的特殊性,在人口密集地区,4.0级以上的地震还是会产生社会影响的,因此此次地震预警是成功且有意义的。

    • 河北省预警网经过一系列建设、整改等工作,在2021年6月15日正式试运行, 核心业务系统整体运行情况较好。

      本文基于试运行以来的地震事件来分析现阶段预警工作中的JEEW、EEW系统处理数据情况。通过数据分析:JEEW系统首报时间均在10 s以内,震级偏差平均值为0.69,震中距偏差均在10 km以内,偏差在5 km内占比达89.36%;EEW系统首报时间在10 s以内占比为64.7%,震级偏差值均值为0.6,震中距偏差在10 km以内,占比为76.47%。以上均以现有数据进行统计分析,中强震震例缺少,因此以上结果是对运行现状的一个相对分析,为大震发生后分析处理工作提供思路。

      根据现有数据分析预警系统在2021年12月31日升级前后的对比分析:JEEW系统级后首报用时大于7 s的占比由7%增至14%,首报用时4~6 s的占比由56%增至61%,升级后的震级偏差值小于等于0.6的占比由50%提升至54%;EEW系统首报用时3~6 s的占比由12%提升至37%,大于8 s的占比由50%降至38%,震级偏差值小于等于0.3级的占比由34%提升至53%。以上结果是基于正式编目结果对比的,测震、预警是两个不同系统,震级计算方法不同,因此是相对对比的结果。

      根据统计结果可知,震级M3.0以上地震事件,在JEEW系统触发结果显示:首报用时在4~6 s,震级偏差0.3~0.6,震中位置偏差值0.7~3.5 km;在EEW系统触发结果显示:首报用时在3~8 s,震级偏差值0.0~0.6,震中位置偏差值1~5.2 km。由此可见,3级以上地震事件预警用时较短,定位结果相对精确。另外,针对河北区域位置的特殊性,人口密集,产业链条多样化,虽然M3.0以上的有感地震不会产生人员伤亡,但还是会有一定的社会经济影响。例如电子设备制造业(芯片等生产)、精密仪器制造业、化学化工制造业、医疗等行业对外界环境要求严格,轻微的晃动就可能产生较大的损失。因此,本文统计结果分析可为在河北区域特殊需要的岗位、产业提供中小震级预警信息潜力及应用提供数据支撑与可能,也为较大震级预警策略优化提供新的思路。

      本文基于试运行以来的预警震例进行统计分析,缺乏中强震例的支撑,因此以上分析均为基于目前数据的现状分析,并无法全面评估预警处理系统。

参考文献 (16)

目录

    /

    返回文章
    返回