专利名称：一种区域地震监测网的预警方法
技术领域：
本发明涉及一种区域地震监测网的预警方法，应用于地震监测领域，特别是一种能准确判断震源是否为地震信号、以及地震波及范围的预警方法。
背景技术：
本世纪以来，全世界都面临着地震成灾的危险，因地震造成的人员伤亡和财产损失不计其数，从某种意义上说，地震是群灾之首。地震是可监测可预报的，尤其是大地震发生之前，可以借用仪器的观测地球内部和表面的物理、化学等微观的异常变化，并通过计算机和配套计算软件鉴别这些异常信信，从中提取发生地震的准确预兆信号。目前，开展地震前兆监测的主要方法有地震学、地壳形变、地磁、地电、重力、地温、地应力、地下水、卫星照片分析以及动物异常活动等现象的收集与综合分析。现有技术对地震信号的分析均采用区域地震监测网配合管理软件的计算方法，在判断信号来源是否为地震信号时，有的采用同地域式综合分析法，遵循少数服从多数的原则。但是这种分析方法往往发生错报、误报和漏报的情况居多，引起居民不必要的恐慌，影响正常生活。针对这一问题现有技术并没有很好的解决，给本领域的工作带来了诸多不便。
发明内容
本发明要解决由于区域地震监测网的地震监测和分析的准确率低导致的错报、误报和漏报、引起居民不必要的恐慌，从而为人们的生活带来诸多不便的技术问题，设计了一种区域地震监测网的预警方法，不仅对区域内报警的地震监测仪的数据进行处理，同时也将未报警地震监测仪采集的数据进行分析处理，只有上述两个处理结果均满足预设的报警条件，总控中心才会拉响警报，采用这种双层判定的方法确保了区域地震监测网预警的准确性。本发明为实现发明目的采用的技术手段是，一种区域地震监测网的预警方法，上述方法是在由一组带有地震监测仪的子监测站、以及设置在区域中心的带有配套管理软件的总控中心、借助拓扑网络形成的区域地震监测网系统的基础上实现的，在总控中心中增设存储有预设的报警台数阈值yl、预设的水平位移加速度峰值al和垂直位移加速度峰值 bl的中间存储器，并对总控中心所辖区域内的地震监测仪编码排序，在此基础上进行以下步骤A、总控中心所辖区域内任意一台地震监测仪借助三轴加速度传感器在线采集当地地表垂直位移和水平位移的加速度值、并按照规定时序传给总控中心，当地震监测仪的 CPU传输、处理中判定指标异�：蟠シ⒈ň藕牛ň畔⒃谧芸刂行幕阕�、加注标识码，所有地震监测仪所采集的垂直位移和水平位移的加速度值过网络发送给总控中心的专用数据库存储；B、总控中心将中间存储器内预设的报警台数阈值yl与中间数据库中存储的实际报警台数总和y2进行比较，若实际报警台数总和y2小于报警台数阈值yl，则返回步骤A，若实际报警台数总和12大于或等于报警台数阈值yl，进行步骤C ；C、总控中心将中间存储器内预设的水平位移的加速度峰值al和垂直位移的加速度峰值bl，分别与未报警的地震监测仪采集到的水平位移的加速度峰值a2、垂直位移加速度峰值1^2进行比较，若在线采集的水平位移的加速度峰值a2和垂直位移的加速度峰值1^2 均小于预设的水平位移的加速度峰值al和垂直位移的加速度峰值bl，则返回步骤A，若在线采集的水平位移的加速度峰值a2和垂直位移的加速度峰值1^2，至少有一项大于预设的水平位移的加速度峰值al和垂直位移的加速度峰值bl，总控中心返回报警信号至子监测站、启动该区域内地震报警装置。本发明的关键是，在区域地震监测网系统预警方法中，通过将区域内地震监测仪的报警台数进行汇总、并与预设的报警台数阈值进行比较，遵循少数服从多数的原则，若超出阈值，需要进一步判断地震信息的准确性，即将未报警地震监测仪上报的地壳位移的加速度峰值与预设的加速度峰值进行比较，超出预设值拉响警报，通过无线电播放逃生指南。在本发明中，采用了双层阈值比较的方法，只有当报警台数和未报警地震监测仪采集的地壳位移加速度峰值同时满足阈值条件时，总控中心才会发出预警控制信号至相应子监测站，启动预警收音机播放逃生指南。本发明的有益效果是通过双层阈值比较的方法判定地震信息的准确性，为人们逃生争取了宝贵的时间，同时也避免了由于误报给人们的生活带来的诸多不便。
具体实施例方式一种区域地震监测网的预警方法，上述方法是在由一组带有地震监测仪的子监测站、以及设置在区域中心的带有配套管理软件的总控中心、借助拓扑网络形成的区域地震监测网系统的基础上实现的，在总控中心中增设存储有预设的报警台数阈值yl、预设的水平位移加速度峰值al和垂直位移加速度峰值bl的中间存储器，并对总控中心所辖区域内的地震监测仪编码排序，在此基础上进行以下步骤A、总控中心所辖区域内任意一台地震监测仪借助三轴加速度传感器在线采集当地地表垂直位移和水平位移的加速度值、并按照规定时序传给总控中心，当地震监测仪的 CPU传输、处理中判定指标异�：蟠シ⒈ň藕牛ň畔⒃谧芸刂行幕阕堋⒓幼⒈晔堵耄械卣鸺嗖庖撬杉拇怪蔽灰坪退轿灰频募铀俣戎倒绶⑺透芸刂行牡淖ㄓ檬菘獯娲ⅲ籅、总控中心将中间存储器内预设的报警台数阈值yl与中间数据库中存储的实际报警台数总和12进行比较，若实际报警台数总和y2小于报警台数阈值yl，则返回步骤A， 若实际报警台数总和12大于或等于报警台数阈值yl，进行步骤C ；C、总控中心将中间存储器内预设的水平位移的加速度峰值al和垂直位移的加速度峰值bl，分别与未报警的地震监测仪采集到的水平位移的加速度峰值a2、垂直位移加速度峰值1^2进行比较，若在线采集的水平位移的加速度峰值a2和垂直位移的加速度峰值1^2 均小于预设的水平位移的加速度峰值al和垂直位移的加速度峰值bl，则返回步骤A，若在线采集的水平位移的加速度峰值a2和垂直位移的加速度峰值1^2，至少有一项大于预设的水平位移的加速度峰值al和垂直位移的加速度峰值bl，总控中心返回报警信号至子监测站、启动该区域内地震报警装置。
上述的步骤还包括D、总控中心将中间数据库中存储的实际报警台数总和y2、以及子监测站上报的处理后的地震信号进行分类统计成为日报表数据，压缩打包存储。上述的地震监测仪采用带有自动校准功能的三轴加速度传感器，三轴加速度传感器的自动校准的方法步骤包括Al 设置X、Y、Z三个方向互相垂直的空间坐标，水平分量X、Y形成的平面与地面平行；A2:安装好地震监测仪后，静止状态下三个传感器将初始加速度值发送至地震监测仪的CPU计算处理；A3:地震监测仪处于工作状态下，三个传感器分别将采集的加速度值发送至地震监测仪的CPU、借助配套公式计算出当地地表的水平位移和垂直位移的加速度值，完成校准。上述的步骤A中，地震监测仪处理地表水平位移和垂直位移的加速度的方法是， 在地震监测仪中设置存储有预设的两组水平位移加速度阈值和垂直位移的加速度阈值的中间存储器，在此基础上进行以下步骤1)CPU分别借助STA/LTA算法和电平检测算法滤除加速度信号中的杂质信号；2)CPU将中间存储器中内预设的一组水平位移加速度阈值和垂直位移的加速度阈值与借助STA/LTA算法滤除杂质信号的加速度值进行比较，若超出阈值，则进行步骤3)，若未超出阈值则返回步骤1)；:3)CPU将中间存储器中内预设的另一组水平位移加速度阈值和垂直位移的加速度阈值与借助电平检测算法滤除杂质信号的加速度值进行比较，若超出阈值，则触发报警信号，若未超出阈值则返回步骤1)。与步骤B同时进行的步骤还包括对震中位置的判定，对总控中心所辖区域内的地震监测仪编码排列后，并按照地理位置排序形成专用向量数列图，在此基础上进行以下步骤总控中心根据所辖区域内地震监测仪的报警信号等级、分析处理后在任意两个地震监测点之间生成新的指针向量，根据该区域内所有指针向量的合成向量的指向、以及各监测点的地表位移加速度值判断震中方向和震中位置，并将数据发送至专用数据库存储。本发明中，地震监测网络系统就是一种基于MEMS加速度传感器采集地震信息，利用无线网络远程监测地震信息的数据分析管理平台。本系统包括三部分带有地震监测仪的子监测站、地震预警收音机、地震监测总控中心。子监测站能够监测地震信息，当地震发生时能够快速向地震预警收音机发射无线射频报警信号，并将数据通过WCDMA网络上传到地震监测总控中心，同时保存地震数据波形；地震预警收音机收到子监测站发送来的地震报警后立即发出报警音，提醒人们地震的到来，并播放逃生指南，另外地震预警收音机具有手摇发电、全波段收音机、应急照明等功能。本发明的关键是，在区域地震监测网系统预警方法中，通过将区域内地震监测仪的报警台数进行汇总、并与预设的报警台数阈值进行比较，遵循少数服从多数的原则，若超出阈值，需要进一步判断地震信息的准确性，即将未报警地震监测仪上报的地壳位移的加速度峰值与预设的加速度峰值进行比较，超出预设值拉响警报，通过无线电播放逃生指南。在本发明中，采用了双层阈值比较的方法，只有当报警台数和未报警地震监测仪采集的地壳位移加速度峰值同时满足阈值条件时，总控中心才会发出预警控制信号至相应子监测站，启动预警收音机播放逃生指南。
权利要求
1.一种区域地震监测网的预警方法，上述方法是在由一组带有地震监测仪的子监测站、以及设置在区域中心的带有配套管理软件的总控中心、借助拓扑网络形成的区域地震监测网系统的基础上实现的，其特征在于在总控中心中增设存储有预设的报警台数阈值 yl、预设的水平位移加速度峰值al和垂直位移加速度峰值bl的中间存储器，并对总控中心所辖区域内的地震监测仪编码排序，在此基础上进行以下步骤A、总控中心所辖区域内任意一台地震监测仪借助三轴加速度传感器在线采集当地地表垂直位移和水平位移的加速度值、并按照规定时序传给总控中心，当地震监测仪的CPU 传输、处理中判定指标异�：蟠シ⒈ň藕牛ň畔⒃谧芸刂行幕阕堋⒓幼⒈晔堵耄械卣鸺嗖庖撬杉拇怪蔽灰坪退轿灰频募铀俣戎倒绶⑺透芸刂行牡淖ㄓ檬菘獯娲ⅲ籅、总控中心将中间存储器内预设的报警台数阈值yl与中间数据库中存储的实际报警台数总和12进行比较，若实际报警台数总和y2小于报警台数阈值yl，则返回步骤A，若实际报警台数总和y2大于或等于报警台数阈值yl，进行步骤C ；C、总控中心将中间存储器内预设的水平位移的加速度峰值al和垂直位移的加速度峰值bl，分别与未报警的地震监测仪采集到的水平位移的加速度峰值a2、垂直位移加速度峰值1^2进行比较，若在线采集的水平位移的加速度峰值a2和垂直位移的加速度峰值1^2均小于预设的水平位移的加速度峰值al和垂直位移的加速度峰值bl，则返回步骤A，若在线采集的水平位移的加速度峰值a2和垂直位移的加速度峰值1^2，至少有一项大于预设的水平位移的加速度峰值al和垂直位移的加速度峰值bl，总控中心返回报警信号至子监测站、启动该区域内地震报警装置。
2.根据权利要求1所述的一种区域地震监测网的预警方法，其特征在于所述的步骤还包括D、总控中心将中间数据库中存储的实际报警台数总和y2、以及子监测站上报的处理后的地震信号进行分类统计成为日报表数据，压缩打包存储。
3.根据权利要求1所述的一种区域地震监测网的预警方法，其特征在于所述的地震监测仪采用带有自动校准功能的三轴加速度传感器，三轴加速度传感器的自动校准的方法步骤包括Al 设置X、Y、Z三个方向互相垂直的空间坐标，水平分量X、Y形成的平面与地面平行；Α2 安装好地震监测仪后，静止状态下三个传感器将初始加速度值发送至地震监测仪的CPU计算处理；A3 地震监测仪处于工作状态下，三个传感器分别将采集的加速度值发送至地震监测仪的CPU、借助配套公式计算出当地地表的水平位移和垂直位移的加速度值，完成校准。
4.根据权利要求1所述的一种区域地震监测网的预警方法，其特征在于所述的步骤 A中，地震监测仪处理地表水平位移和垂直位移的加速度的方法是，在地震监测仪中设置存储有预设的两组水平位移加速度阈值和垂直位移的加速度阈值的中间存储器，在此基础上进行以下步骤DCPU分别借助STA/LTA算法和电平检测算法滤除加速度信号中的杂质信号；2) CPU将中间存储器中内预设的一组水平位移加速度阈值和垂直位移的加速度阈值与借助STA/LTA算法滤除杂质信号的加速度值进行比较，若超出阈值，则进行步骤幻，若未超出阈值则返回步骤1)；3) CPU将中间存储器中内预设的另一组水平位移加速度阈值和垂直位移的加速度阈值与借助电平检测算法滤除杂质信号的加速度值进行比较，若超出阈值，则触发报警信号，若未超出阈值则返回步骤1)。
5.根据权利要求1所述的一种区域地震监测网的预警方法，其特征在于与步骤B同时进行的步骤还包括对震中位置的判定，对总控中心所辖区域内的地震监测仪编码排列后，并按照地理位置排序形成专用向量数列图，在此基础上进行以下步骤总控中心根据所辖区域内地震监测仪的报警信号等级、分析处理后在任意两个地震监测点之间生成新的指针向量，根据该区域内所有指针向量的合成向量的指向、以及各监测点的地表位移加速度值判断震中方向和震中位置，并将数据发送至专用数据库存储。
全文摘要
一种区域地震监测网的预警方法，解决了由于区域地震监测网的地震监测和分析的准确率低导致的错报、误报和漏报、引起居民不必要的恐慌，从而为人们的生活带来诸多不便的技术问题，采用的技术手段是，上述方法是在由一组带有地震监测仪的子监测站、以及设置在区域中心的带有配套管理软件的总控中心、借助拓扑网络形成的区域地震监测网系统的基础上实现的。本发明的有益效果是通过双层阈值比较的方法判定地震信息的准确性，为人们逃生争取了宝贵的时间，同时也避免了由于误报给人们的生活带来的诸多不便。
文档编号G01V1/30GK102385787SQ20101029695
公开日2012年3月21日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者侯永捷, 李向东 申请人:秦皇岛开发区前景电子科技有限公司
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