2019年10月12日广西北流市发生M_S5.2地震，11月25日广西靖西市发生M_S5.2地震。这两次地震均位于广西地震台网的网缘地区：10月12日北流M_S5.2地震震中位于广西北流与广东化州的交界地区，11月25日靖西M_S5.2地震震中位于广西与越南的交界地区（图1）。两次M_S5.2地震发生后，超快地震速报系统均进行了自动速报，并向广西地震系统内部和高铁核电行业用户发布了速报信息，南宁铁路局根据超快速报信息对运行中的列车进行紧急处置。

图  1  2019年广西两次5.2级地震震中及超快地震速报系统台站分布图

2015年10月超快地震速报系统正式在广西地震台网运行。超快地震速报系统利用广西测震台站接收到的地震初至波信号，使用STA/LTA算法检查震相触发，使用AIC算法精确拾取震相到时，使用“着未着”地震预警算法快速分析多个台站震相到时数据^[1]，确定地震发生时刻和位置，使用P波最大震幅和台站震中距估算地震震级，从而取得地震基本参数。截止2019年8月，接入广西超快地震速报系统的测震台站有111个（其中：92个广西区域台和企业地震台站、19个共享邻省地震台站）（图1）。黄文辉等^[1]对地震超快速报系统试运行结果进行评估；杨锐等^[2]对河北台网地震预警系统和测震数据对比分析；廖诗荣等^[3]分析实时速报系统对网缘地震的自动处理能力；管勇等^[4]分析地震台站空隙角对地震定位误差的影响。本文从漏报地震、速报时间、定位误差等对这两次5.2级地震序列的超快速报过程进行对比分析，重点分析了3级以上地震的速报过程，讨论影响超快速报的因素，探讨如何提高网缘地震的超快速报效能。

截止2020年5月31日，在主震震中50 km范围内，记录到北流5.2级地震序列1.0级以上34次、靖西5.2级地震序列1.0级以上70次。经统计，超快地震速报系统对两次5.2级地震序列的2级以上地震进行了12次速报（表1）。截止2020年5月31日，北流5.2级地震序列，统计到2.0～2.9级3次、3.0～3.9级0次、4.0～4.9级1次、5.0～5.9级1次；超快地震速报系统对2级以上地震速报3次，漏报2次，漏报情况为2.0～2.9级地震漏报1次、4.0～4.9级地震漏报1次，基本实现了超快速报。截止2020年5月31日，靖西5.2级地震序列，统计到2.0～2.9级地震15次、3.0～3.9级2次、4.0～4.9级1次、5.0～5.9级1次；超快地震速报系统对2级以上地震速报9次，漏报10次，漏报情况为2.0～2.9级地震漏报9次，3.0～3.9级地震漏报1次，漏报地震主要为3级以下地震，对3级以上地震基本实现超快速报。

超快地震速报系统发布第1初报地震速报信息后，随着触发的台站越来越多，系统不断修正计算结果并发送速报信息，到所有触发台站参与计算为止。不同震级的地震速报报数不一样，有1～21报不等，3级及以上地震速报报数在10报以上。将这两次5.2级地震序列的超快速报结果与中国地震台网中心的统一编目结果进行对比，用超快速报结果减去统一编目结果得到定位误差（表2）。从表2可以看出，这两次5.2级地震序列的超快速报震级范围为2.0～5.2级，超快速报结果与地震编目结果相比存在一定的误差，发震时刻误差为−1.1～1.9 s，震级误差为−0.8～0.2级，位置误差为0.1～4.5 km，深度误差为−4～10 km。

从表1、图2a可以看出，超快地震速报系统对本次地震序列漏报1次4.2级、1次2.4级，漏报地震震级偏大。根据地震编目目录分析，北流5.2级地震序列漏报的4.2级地震为前震^[5]，发生在北流5.2级地震前2 s，根据超快地震速报系统的算法原理，系统未能区分为2次地震而是视为同一地震进行计算和速报。

图  2  2次地震序列超快速报与漏报情况分布图

从表1、图2b可以看出，超快地震速报系统对该次地震序列漏报1次3.7级、2.0～2.9级9次，漏报地震次数较多。漏报的3.7级地震发生在靖西5.2级地震后88 s，系统漏报原因暂未明确；其余漏报地震震级均在2.5级以下。

由于超快地震速报系统使用了地震预警相关算法，其目的是针对较大地震的快速定位，对3级以下的地震漏报属于正常情况。

北流5.2级地震序列中，第1报最短用时为15.8 s，最长用时为21.2 s，最短用时与最长用时相差5.4 s；第3报最短用时为21.2 s，最长用时为28.4 s，相差7.2 s。从图3a可以看出，北流5.2级地震序列不同震级的第1报、第3报用时相差不大，速报用时呈线性增长趋势比较明显。

图  3  两次地震序列速报报送与用时关系

靖西5.2级地震序列中，第1报最短用时为16.6 s，最长用时为46.7 s，最短用时与最长用时相差30.1 s；第3报最短用时为23.4 s，最长用时为44.8 s，最短用时与最长用时相差21.4 s。从图3b可以看出，靖西5.2级地震序列不同震级的第1报、第3报用时相差较大，不同震级的速报用时比较分散。

从图4可以看出，第1报用时与最小台站震中距有一定关系；第3报用时长短比较分散，没有呈现与最小台站震中距的关系，即最小台站震中距不影响第3报用时长度。整体来看，北流5.2级地震序列第1报、第3报用时比靖西5.2级地震序列短。

图  4  速报用时与最小震中距关系

综合图3和图4可以得出，北流5.2级地震序列超快速报用时随报数呈线性增长，偏离小；靖西5.2级地震序列超快速报用时偏离线性基线相对较大。靖西5.2级地震震中位于广西与越南交界的网缘区域，无邻省共享台站，未能很好地包围震中区域且多为市县级台站运行不稳定，影响速报用时。

分别统计了北流5.2级及靖西5.2级地震序列超快速报结果的位置误差（图5）。

图  5  两次地震序列位置误差统计图

从图5a 可以看出，北流5.2级地震序列超快速报结果的位置误差比较小，各报结果在4.5 km以内，终报结果位置误差在2 km内，震中位置精度可靠性高。

从图5b 可以看出，靖西5.2级地震序列超快速报结果位置误差较北流5.2级地震序列大，为0～25 km，其中第1报误差偏大，最大为25 km；终报结果位置误差在4.5 km内，与编目结果有一定差异，震中位置精度可靠性较低。

从图6可以看出，超快地震速报系统对两次5.2级地震序列的发震时刻误差在±2 s内，除2次5.2级地震，其余地震发震时刻误差均在−0.2～1.0 s内，说明系统计算得到发震时刻结果可靠性较高。两次5.2级主震发震时刻误差偏大，北流5.2级地震为1.9 s，原因是主震前2 s有1次4.2级前震，系统进行速报时当作同一地震计算；靖西5.2级地震为−1.1 s，可能是受台站分布不均匀、最大空隙角较大影响。

图  6  发震时刻误差与震级关系

从图7可以看出，4.8级以下地震的速报震级均比编目震级大，震级误差为负值，且编目震级越小，速报震级误差越大；随着地震震级的增大，速报震级误差变小且从负值变到正值，4.8级以上地震的速报震级比编目震级小。即：超快地震速报系统对地震的速报震级误差与地震震级呈线性关系，4.0～5.5级地震的超快速报震级误差在±0.2之间，属于正常误差范围；超快地震速报系统使用地震预警算法，系统对于4级以下地震的超快速报震级误差偏大，仅能作为人工交互速报地震分析的参考。

图  7  震级误差与震级关系

由于震中位于网缘地区，2次5.2级地震序列的超快速报中，第1报的最大空隙角在125°～248°，最大是为247.5 °，属2019年10月15日靖西5.2级地震序列的2.6级余震；第3报最大空隙角在90°～190°，最大为188 °，属2020年5月6日靖西5.2级地震序列的2.5级余震。从图8可以看出，随着参与计算的台站越来越多，第3报的最大空隙角要比第1报小。管勇等^[4]在相同地壳速度模型下，采用相同震相和相同台站对选取芦山地震 20 个余震事件进行定位，结果表明：震中位置在台站空隙角25°～130°任意变化时，差别不大；在空隙角达到 130°时，震中位移具有随着空隙角增大而逐步变大趋势。在2次5.2级地震序列超快速报中也呈现最大空隙角对位置误差的影响，但也存在个别地震的位置误差未受此影响的情况。相对来说，靖西5.2级地震序列的最大空隙角整体比北流5.2级地震序列要大，这也印证前面得到的靖西5.2级地震序列的速报用时较北流5.2级地震序列长、位置误差大的分析结论。

图  8  最大空隙角与震中位置误差图

结合图8和图9来看，由于北流5.2级地震序列位于广西与广东交界地区且超快地震速报系统接入了广东共享台站，而靖西5.2级地震序列位于广西与越南交界地区而震中西南面无接入台站，因此，在前5报北流5.2级地震的最大空隙角比靖西5.2级、3.2级和4.6地震小。随着加入计算的台站越来越多，从第8报开始北流5.2级地震的最大空隙角比靖西5.2级、3.2级和4.6地震大。

图  9  两次地震序列3级以上地震最大空隙角

2次5.2级地震序列均位于网缘地区，台站没有形成对震中的“包围”，进行超快速报时由于台站最大空隙角偏大而对震中位置误差有一定的影响。故需要加入更多的广东、云南、贵州、湖南等邻省台站，减小网缘地区台站的最大空隙角。在与越南交界地区，如有可能，新建1～2台站，以减小该地区的最大空隙角。

数据质量对超快速报的影响主要从断记、钟差、背景噪声等方面体现。

超快地震速报系统对北流5.2级地震序列2级以上地震进行3次速报，100 km范围内台站参与第1报情况如图10a。7个台站中有5个参与3次第1报计算，ZHJ台参与1次，CXS台1次也没有参加。震中100 km范围内的台站无断记情况。由于距离震中将近100 km，ZHJ台和CXS台参与第1报次数较少。

图  10  两次地震序列中100 km范围内台站参与第1报情况

超快地震速报系统对靖西5.2级地震序列2级以上地震进行9次速报，100 km范围内台站参与第1报情况如图10b。11个台站没有参加9次第1报计算的台站，DBX台参与8次，DXX台参与7次，PXS台参与6次，其余台站都参与不到9次的一半，距离震中将近100 km的CZS台、NAX台、PGX台、TDPM台和NPX台参与第1报的次数均为1。100 km范围内有5个台站因断记未能参与靖西5.2级地震超快速报，有2个台站因断记未能参与靖西3.2级地震超快速报，JXX台和LZX台因断记、DBX台因授时钟差未能参与靖西4.6级地震超快速报。JXX台和LZX台是由于仅有太阳能供电，而靖西5.2级地震序列发生在冬季，阴雨天气多，台站容易因断电停止运行，故未能参加计算。TDX台由于台基背景噪声偏大，对3级以下地震的超快速报参与度不高。

相对来看，北流5.2级地震序列的台站参与度比较高，而由于数据质量不稳定造成靖西5.2级地震序列100 km范围内台站的超快速报第1报参与率偏低。同时，在分析这两次5.2级地震序列超快速报过程中，发现超快地震速报系统接入的水库和矿山专用测震台站对计算干扰较大，主要原因是这些台站背景噪声较大或者存在一定的钟差。如在北流5.2级地震速报中，GCT台（距离震中318 km）参加了第3报计算而权重值为负数；在北流5.2级地震速报中，距离震中235 km的大厂矿区台网BMP台、DPT台、DSJ台参与了第1报、第2报计算而权重值为0。

2019年广西两次5.2级地震均发生在广西地震监测台网的网缘地区，超快地震速报系统基本实现了超快速报功能。通过对比分析两次5.2级地震序列中2级以上地震的超快速报过程和影响因素，发现震级、台站数据质量（中断、钟差和背景噪声）及地震类型等直接影响速报误差。由于超快地震速报系统使用地震预警算法，4级以下地震的震级误差大，台站数据质量直接影响超快速报过程的台站参与度，台站分布不均匀造成网缘地区的最大空隙角较大从而影响速报用时和定位误差，台站分布情况、最小台站震中距对超快速报的影响则需更多震例开展深入分析。

要缩短网缘地区的速报用时，就要接入更多相邻省区的台站以缩小台站间距；要提高超快速报过程的台站参与度，就要对台站的运行维护工作提出更高要求，如：需要改造台站综合技术保障系统，采用太阳能+交流电双路供电，提高台站运行率；及时更换台站故障设备，提高台站授时系统的精准度；对于背景噪声大的台站，则需重建摆墩或搬迁重建。另外，对接入超快地震速报系统的台站要经常进行有效性分析，及时剔除干扰超快地震速报系统计算的水库和矿山专用测震台网中有效性低的台站，仅保留这类台网中少数运行比较稳定可靠的台站。

由于网缘地震的震中附近台站偏少，难以形成对震中的“包围”，而远离震中台站记录到的P波初动不清且幅度较小没有被超快自动速报系统自动识别，容易造成未触发而没有自动测定结果的现象。可见台站的分布和密度影响到超快速报结果的可靠性，台站间距越小则自动测定结果越趋于可靠。目前正在实施的国家地震烈度速报与预警工程即将建成大量台站，届时与相邻省区协商共享更多的基准站和基本站，提高超快速报的效能。由于两次5.2级地震序列中3级以上的余震数量相对少，难以开展更深入的分析研究，今后需收集更多的震例以分析超快地震速报系统对网缘地震的速报效能。

致谢　本文编写过程得到黄文辉研究员的指导，所用地震速报数据和编目来自广西地震台网中心和中国地震台网中心，图件采用Adobe Illustrator、ArcGIS软件绘制，在此一并表示衷心感谢。