云南地处欧亚板块与印度板块碰撞的东侧，地质结构复杂，是我国地震灾害最严重的省份之一，年平均发生5级以上地震的数量超过3次^[1]，小地震更是频发，仅2014年云南台网M≥2.8的有效速报地震就达186次^[2]，其中包含盈江、鲁甸、景谷3次6.0级以上地震。地震的频发，给人民的生命和财产造成巨大损失，如何能够快速准确地测定出地震参数，进一步提高自动速报和人工速报的准确性和时效性，是现阶段地震速报的一个难题。

云南台网现使用区域自动地震速报和人工地震速报两套系统实施范围内地震的速报任务。自动地震速报使用西南区域自动地震速报系统，是利用地震发生后的台站实时波形，通过震相自动识别、组合、定位，快速确定出地震三要素的地震实时处理系统^[3-5]。部署在云南省地震局测震台网中心，初定位采用求解走时方程的方法进行，再利用Geiger法^[6]精确定位，在仿真的DD-1位移记录上自动量算M_L震级，当第4个Pg震相到达后进行初定位，根据不断增加的震相信息进行定位结果修正^[7-8]，并在1 min左右向国家地震台网中心上传最优结果，完成对四川、云南、重庆、贵州、广西、海南、北部湾地区地震参数进行自动地震速报的任务。人工地震速报使用云南省地震局自主研发的速报软件Kmsn-n，采用“分离变量法”将地震相关参数分为震中位置、发震时刻和震源深度3类变量，相对独立计算，用交切法测定地震参数^[9]，并将地震记录用数字地震仪的系统传递函数^[10]进行仿真，自动量取最大振幅计算震级。自动地震速报系统参数产出虽然快速，但其结果较为粗糙，需要经过人工确认才能对外发布，清楚了解云南台网自动地震速报和人工速报定位结果偏差所在，对提高云南的地震速报水平具有重要意义。

本文选取云南台网西南区域自动地震速报及人工地震速报2009年7月1日至2017年12月31日地震定位结果对比全国统一编目结果，对定位偏差进行分析，并对漏报和误报进行讨论，以期对西南区域自动地震速报系统在云南台网的应用提出建议与意见，并对云南台网的人工地震速报提供一定的参考。

西南区域自动地震速报系统使用的台站包括四川、云南、重庆、贵州、广西、海南各省内台站、邻近省份的共享台站、我国边境缅甸和老挝的台站，共计195个。人工速报定位程序使用的台站包括云南的48个固定台、部分腾冲火山台和下关小孔径台，以及邻近省份的共享台和缅甸、老挝的台站，基本与区域自动地震速报系统所使用的台站一致（图1）。

图  1  台站分布图

根据中国地震局《地震速报技术管理规定（2015年修订版）》规定，云南台网负责云南省行政区边线外50 km范围内（含云南省行政区）M≥3.0地震的速报，云南省行政区边线外100 km范围内(不含云南省行政区)M≥4.0地震、200 km范围内(不含云南省行政区)M≥5.0地震、300 km范围内(不含云南省行政区)M≥6.0地震的速报，防止因震级的偏差而造成地震漏报，云南地震台网中心将速报地震的震级下限下调0.2，即负责50 km范围M≥2.8、100 km范围M≥3.8、200 km范围M≥4.8、300 km范围M≥5.8地震的速报。

本文选取2009年7月1日至2017年12月31日云南台网地震速报范围（95°～107°E， 19°～30°N）内M≥2.8统一编目结果1 074个，人工速报能与之匹配的地震1 072个，漏报地震2个，西南区域自动地震速报系统能够与之匹配的地震有646个，未能匹配的地震事件中发生在云南省内M≥3.0地震113个，误报地震3个。

以中国地震局测震学科技术管理组制定的 《省级测震台网地震速报评比标准（2016版）》为标准，按照1类（云南省行政区边线外50 km范围内（含云南省行政区）的速报地震及云南省行政区内的大中城市有感地震）、2类（云南省行政区边线外50～100 km范围内的地震）、3类（1类和2类以外的速报地震）地震分震级对云南台网区域自动地震速报结果和人工地震速报结果进行对比分析。

云南台网的区域自动地震速报平均用时为71 s，1类、2类、3类地震速报的用时没有明显的差别。

如图2所示，自动地震速报35%的1类地震的震中位置偏差超过规定范围10 km，28.6%的2类地震的震中位置偏差超过规定范围15 km，21.4%的3类地震的震中位置偏差超过规定范围20 km。但1类、2类、3类超过规定范围的地震的震中误差基本都在20 km内，偏差超过20 km的地震基本集中分布于云南与缅甸、老挝交界的网缘及网外地区。由于地震定位台站空隙角较大，造成震中位置偏差较大^[11]，自动地震速报漏报的地震也绝大部分分布于此地区。

图  2  自动速报震中位置偏差

另外，根据不同震级震中误差平均值（表1）得到：1类、2类、3类地震的震中误差平均值都在规定范围内，1类地震震中误差平均值＜2类地震震中误差平均值＜3类地震震中误差平均值，震中误差的大小与震级的大小基本无关，但震中处的台站分布直接影响震中误差。

结合图3与表2我们可以看到：1类、2类、3类地震的震级误差分布具有一致性，当M≤4.5时，自动速报震级与统一编目震级匹配最好，自动速报震级参数可直接对外发布；当M＞4.5时，统一编目震级大于自动速报震级，且震级越大偏差越大，特别当M＞6.0时，自动速报震级已不具可靠性；主要有以下原因：①当M≤4.5时，各种震级标度之间相差不大^[12]，所以统一编目震级与自动速报震级匹配最好；②当M＞4.5时，由于时间的限制，自动速报震级是根据郭履灿震级转换公式（M_S=1.13M_L−1.08）所得的M_S震级，而统一编目震级是实际测量面波所得震级，由于在西南地区所用的震级转换公式存在系统偏差^[13]，因而导致统一编目实测的震级大于自动速报系统转换的震级；③M_L震级在大于6.5时（即M等于6.0）存在饱和现象^{[12, 14]}，所测震级不具可靠性。

图  3  自动速报震级偏差

除极少数地震外，自动地震速报的震源深度偏差都小于规定范围20 km（图4）。

图  4  自动速报震源深度偏差

云南台网人工地震速报的平均用时为427 s，其中1类地震的平均用时为406 s，2类地震的平均用时为537 s，3类地震的平均用时为749 s，相比于台站分布均匀合理的1类地震，发生于台站稀少、分布不合理且没有近台的2、3类地震，人工地震速报所用的时间大大增加。

如表3、图5所示，人工地震速报的震中位置偏差集中分布于0～15 km，1类地震震中位置偏差超过规定范围10 km的地震小于4%，且震中误差平均值仅为3.89 km；2类地震震中位置偏差超过规定范围15 km的地震为15.54%，震中误差平均值为9.88 km；3类地震中有40%的地震震中位置偏差远远超过规定范围，这些地震基本集中分布于缅甸、老挝距云南边界超过100 km的地区，台站分布不合理、空隙角大且没有近台，即使是人工地震速报，受台站分布的影响，短时间也难以准确给出震中位置信息。相对而言，人工地震速报的震中位置偏差整体小于自动地震速报的震中位置偏差。

图  5  人工速报震中位置偏差

从表4和图6我们可以看到：人工速报震级与统一编目震级匹配较好，1类、2类、3类超过99%的地震的震级偏差都在规定范围内，基本不存在自动速报中当M＞4.5时震级偏差随震级增大而增大的现象。但会存在以下现象：①M＜4.0的地震中，有少部分地震人工速报地震的震级与统一编目震级偏差超过规定范围，基本是大地震发生后短时间内的余震序列，波形与大地震尾波叠加，人工速报程序自动量算震级时未进行滤波，导致人工速报震级偏大较多，还有很少一部分小于3.0级的地震人工速报震级偏大，是因为2016年8月期间云南台网部分台站参数文件配置不合理导致；②M4.0左右的地震，存在一小部分地震人工速报震级比统一编目震级偏小的情况，是由于人工速报程序设定测量面波的台站最小震中距需大于250 km，但存在部分台站震中距小于250 km面波也很发育，自动量算震级时量取的M_L震级进行转换而非直接量取面波震级，导致人工速报震级比统一编目震级偏小。

图  6  人工速报震级偏差

除极少数地震外，人工速报的震源深度偏差都小于规定范围20 km（图7）。人工速报深度偏差超过20 km范围的地震是分布于缅甸地区的中深源地震，由于受台站分布的限制，加上人工速报程序对震源深度不敏感，速报值班人员对深度震相识别有问题等原因，造成此地区的中深源地震定位深度偏差较大。

图  7  震源深度偏差

将筛选出的自动地震速报和人工地震速报的地震定位结果与云南正式地震速报统一编目结果作对比，缺少的地震即为漏报，多出的目录即为误报。

2009年7月1日至2017年12月31日期间发生在云南省内的地震中，区域自动地震速报系统发生漏报M≥3.0地震共113个（图8），没有发生5级以上地震的漏报，4级以上漏报地震共计11次（表5），其余漏报的地震皆为3.0级左右的小地震。

图  8  自动速报云南省内M≥3.0漏报地震分布图

在发生的11次4级以上漏报地震中， 2011年05月31日云南腾冲4.5级地震和2016年3月7日云南江城4.3级地震是因为发生于网缘地区，由于台站稀少、分布不均匀且近台较少，最大空隙角较大，初次自动定位时误差较大，近台Pg震相被当成错误震相被剔除而造成漏报；剩余的9次漏报地震，都是大地震的余震，因速报地震的P波列受大震尾波或前一地震的干扰，波形信噪比较低，系统不能识别震相而造成漏报。

除上述情况外，个别地震的漏报是由系统死机和实时数据流中断造成。

系统在此期间共发生1次误报，是受大地震尾波的干扰而造成的波形信噪比低、错误识别叠加余震的P波列震相而造成误报。

由于限制条件的苛刻，西南区域自动地震速报系统在云南省速报范围内的地震误报情况很少，地震漏报情况则相对较多，很难找到一个完美的解决方案，但这与自动地震速报遵循的“宁弃不误”的原则^[15]是相统一的。

在2009年7月1日至2017年12月31日期间，人工速报共漏报地震2个，分别是2017年10月21日21时7分25秒广西靖西M2.9地震和2017年10月23日12时41分1秒的老挝M3.6地震，由于这2个地震发生于台站稀少、无近台地区，且震级小，云南台网的所有自动速报系统都未触发，造成人工速报漏报，没有发生误报地震的情况。

选取云南台网人工地震速报及区域自动地震速报2009年7月1日至2017年12月31日的定位结果，对比全国统一编目结果，对定位偏差进行分析。

1）相比于人工地震速报几乎不存在漏报和误报现象，区域自动地震速报系统在云南速报范围内误报地震情况很少发生，但存在较多1类3.0级左右小地震漏报和部分2、3类地震漏报现象，主要是由于台站稀少、分布不均匀且没有近台造成，可以通过适当增加台站数量、优化台网布局等方法解决此问题。

2）在速报用时方面，自动速报比人工速报具有很大优势，且1、2、3类地震速报用时基本无差别，但存在大量漏报地震。人工速报用时与台站分布有密切的关系，台站分布均匀合理地区地震速报用时明显减少。

3）对于震中位置的确定，1类台站分布均匀合理的地震，自动速报与人工速报结果相差很小；对于2、3类台站稀少、分布不均匀且没有近台的地震，人工速报远远优于自动速报。但人工速报受台网相对震中位置的张角、参加定位台站的分布及个数的限制，在震源深度的确定、震相分析的精度等方面存在较大的困难。

4）人工速报可以很好地改善自动速报M≥4.5地震震级偏小的情况。建议自动速报系统对于4.5≤M＜6.0地震可考虑直接发布M_L震级作为参考，或寻找更合适的震级转换公式代替现使用的公式；对M≥6.0地震可适当放宽自动速报的时间，让更多的远台参与震级计算，用测量M_W替代M_L以增加自动测量震级的可靠性。同时，应进一步优化云南台网现使用的人工地震速报软件对M4.0左右及受大地震尾波干扰的余震序列地震震级的算法，提高人工地震速报震级的准确性。

5）对于一般浅源地震深度的确定，自动速报和人工速报深度偏差基本都在规定误差范围内，但对于台站分布不合理的中深源地震，其深度的确定存在一定的困难。

综合以上分析结果，云南台网的区域自动地震速报和人工地震速报定位结果与统一编目结果存在一定偏差，除了进一步完善速报软件参数测定在震相识别、震级转换方面的算法外，也可以通过适当增加台站数量、优化台网布局、加强特殊地震（余震、短时间内不同地区地震）的处理能力、提高速报值班人员对震相的分析精度（包括深度震相的识别）等方式，进一步提高云南地区的自动地震速报和人工地震速报水平。