CN102736101A - 一种分布式地震预警信息处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种分布式地震预警信息处理方法及系统，该方法包括以下步骤：（1）各地的地震监测仪器采集地震动波形，并发送给当地的地震预警关键信息产生仪；（2）地震预警关键信息产生仪对接收到的数据进行处理生成地震预警关键信息，并将地震预警关键信息发送给预警中心服务器进行汇总；（3）预警中心服务器根据地震预警关键信息计算出地震基本参数，然后将用户根据地震基本参数得出并输入预警中心服务器的预警信息发送给预警信息接收与处置设备，完成地震预警信息处理。由于各台站的预警关键信息是在台站处进行计算并传到预警中心的，具有可以大大减少实时数据流的传输，节约通讯成本，且传输数据量的减少可提高数据的时效性的突出优点。
Description
技术领域
本发明涉及地震预警领域，尤其是涉及一种分布式地震预警信息处理方法及系统。
背景技术
地震预警（在日本称为地震紧急速报）是指在地震发生后以最短的时间确定地震的位置及强度，利用现代通信以及速度快但强度弱的纵波和速度慢却强度大的横波之间的时间差，在破坏性的地震波达到目标区域之前，对目标区域发出预警信息，从而使人们能够采取紧急措施，减轻人员财产损失。
现有的地震预警系统的工作流程和地震预警系统的硬件构成如图1，如日本“紧急地震速报系统”的构成方式为，分布在各个设防地区的地震动监测仪器不断采集实时地震动波形并传输到中心服务器；中心服务器将完成以下工作：处理地震动波形，获取该台站数据的关键信息，将多个台站的关键信息进行综合处理，获取地震参数，并最终得到预警信息，并发布预警信息。而预警接收与处置仪器则接收预警信息并完成紧急处置。
上述方法对硬件要求较高，适合于网络通讯条件好的地方，否则无法保证能够进行实时的数据传输。同时如果采用这种方法进行实时数据的传输，其通讯量较大，传输费用将较高，从而维护费用高；在有些地区布设仪器进行实时数据传输还需要架设专线，限制了仪器布设区域并提高了台站布设成本；已经布设好的地震台网中很多台站都不具有实时通信能力，从而限制了这些台站应用于预警，不能充分利用资源，提高了建设成本。上述方法还有一个缺陷是：由于地震仪器有多种种类，有采集加速度值的强震仪和采集速度值的地震仪，它们传到中心服务器的实时数据是不同的，当这些不同类型的数据传到中心服务器时，中心服务器要进行分别处理，特别是地震仪中又包括宽频带地震仪，短周期地震仪等，使用这些数据的时候中心服务器需要进行不同的处理，那么中心服务器的处理软件就要对这些实时流数据进行分门别类的处理，使得处理过程变得复杂。同时对于各种检测仪器的参数与分类记录也很繁琐，需要良好、准确的地震动波形信息采集、传输、记录才能保证中心服务器处理的正确性。
发明内容
为了解决上述的困难，本发明提出了一种地震预警信息分布式处理的方式，即将地震预警中心需要处理的关键信息放到各地震监测仪器处分别进行处理，然后将计算出的结果发到地震预警中心，这样可以减少数据传输量，从而提高传输速度，其次也减少了地震预警中心的处理步骤，进一步提高地震预警的实时性。
本发明公开的一种分布式地震预警信息处理方法，包括以下步骤：
S1：各设防地区设置有地震监测仪器及地震预警关键信息产生仪；各地的地震监测仪器采集地震动波形，并发送给当地的地震预警关键信息产生仪；
S2：各地的地震预警关键信息产生仪对接收到的地震动波形进行处理生成地震预警关键信息，并将各自的地震预警关键信息发送给预警中心服务器进行汇总；
S3：预警中心服务器根据各地的地震预警关键信息计算出地震基本参数并进行信息发布。
本发明还公开了一种分布式地震预警信息处理系统，包括地震监测仪器、预警中心服务器以及安置在台站处的地震预警关键信息产生仪；
所述地震监测仪器分布于各设防地区，用于采集当地的地震动波形；
在所述的各地震监测仪器处分别设置一台地震预警关键信息产生仪，所述地震预警关键信息产生仪用于接收其所在地的地震监测仪器输出的地震动波形，根据所述地震动波形生成地震预警关键信息，并将所述地震预警关键信息传输给预警中心服务器；
所述预警中心服务器用于接收各设防地区的地震预警关键信息产生仪输出的地震预警关键信息，并据此计算地震基本参数。
优选地，预警中心服务器还用于接收用户根据所述地震基本参数得出的预警信息。
优选地，还包括预警信息接收与处置设备；所述预警信息接收与处置设备分布于各设防地区，用于接收、发布并处置预警中心服务器输出的预警信息。
与现有技术相比，在本发明的方法步骤中，将地震动波形的采集以及地震预警关键信息的计算分别放到地震监测仪器和地震预警关键信息产生仪中，使得地震监测仪器向预警中心服务器发送的数据可以只是用于地震预警的关键信息，而这些关键信息在地震发生时才产生，平时不会产生，且一次地震中关键信息的数据量也较少。从而使得本发明具有以下优点：
1、可以大大减少实时数据流的传输，节约通讯成本；
2、传输数据量的减少可提高数据的时效性；
3、预警中心服务器处获取统一的地震关键信息，可以屏蔽不同仪器的差异，使得中心处理软件简化，便于开发和维护。
附图说明
图1为现有的地震预警系统结构示意图；
图2为本发明的分布式地震预警信息处理系统的原理框图及其中的信号走向；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图2所示，本发明的分布式地震预警信息处理系统创新性的在地震监测仪器、预警中心服务器之间加入了地震预警关键信息产生仪，将后端的中心服务器大批量的数据处理工作放到了各个设防地区，各个设防地区只需根据当地的地震动波形计算出地震预警关键信息传输给中心服务器，大大减少了数据传输量，减轻了中心服务器的工作，提高了数据处理速度。
具体结构是：所述地震监测仪器分布于各设防地区，用于采集当地的地震动波形。
在所述的各地震监测仪器处分别设置一台地震预警关键信息产生仪，所述地震预警关键信息产生仪与当地的地震监测仪器具有信号连接，用于接收其所在地的地震监测仪器输出的地震动波形，根据地震动波形计算地震预警关键信息，并将所述地震预警关键信息传输给预警中心服务器；地震预警关键信息包括地震来袭时的P波到时、地震初动前三秒的特征周期 
、地震初动前三秒峰值位移
以及当次地震对应该地震监测仪器的烈度等关键信息。
所述预警中心服务器通过有线或无线的方式与各设防地区的地震预警关键信息产生仪进行通信，用于接收各地震预警关键信息产生仪输出的地震预警关键信息，并从中计算出地震基本参数。
用户可根据预警中心服务器计算得到的地震基本参数确定预警信息并输入到预警中心服务器中。
作为本系统的一种优选实施方式，还可以包含预警信息接收与处置设备；所述预警信息接收与处置设备分布于各设防地区，用于接收并发布预警中心服务器输出的预警信息。
本实施例所采用的地震预警关键信息产生仪为市售的地震预警和烈度速报专用KSG信号产生器。
地震预警关键信息产生仪包括控制单元以及与控制单元连接的地震监测仪接口和通信接口。地震监测仪接口与地震监测仪器连接。通信接口可通过以太网通讯、手机网络通讯或者卫星通信与预警中心服务器连接通讯。
接下来阐述本发明的分布式地震预警信息处理系统的工作方法，本方法包括以下步骤：
第一步：各地的地震监测仪器采集地震动波形，并发送给当地的地震预警关键信息产生仪；
先在各地震地区布设好地震监测仪器，同时在各地震监测器处设置一个地震预警关键信息产生仪，当有地震时，各地震监测仪器实时进行地震动数据的采集。由于地震预警为一种超级地震速报，是基于仪器记录的，其时效性要求很高，这就需要在地震高发区域密集的布设地震监测仪器（如数字地震仪或者强震仪）来实时侦测地震。然后，地震监测仪器将采集的地震动波形发送给地震预警关键信息产生仪进行下一步处理。
第二步：各地的地震预警关键信息产生仪对接收到的数据进行处理生成地震预警关键信息，并将地震预警关键信息发送给预警中心服务器进行汇总；
地震预警关键信息产生仪根据地震动波形计算得出地震来袭时的P波到时、地震初动前三秒的特征周期
、地震初动前三秒峰值位移
以及当次地震对应该地震监测仪器的烈度等关键信息；此步骤中的各种关键信息计算方法都是本领域的公知技术，这里省略不做说明。
第三步：预警中心服务器根据地震预警关键信息计算出地震基本参数，然后将用户根据地震基本参数得出并输入预警中心服务器的预警信息发送给预警信息接收与处置设备，完成地震预警信息处理。该步骤主要包括以下各方面：
计算地震基本参数：地震基本参数的计算包括震中位置、地震震级、震源深度和发震时间，这些参数对地震预警来说都是至关重要的，具体计算过程及方法也是本领域的公知技术，这里省略不做说明。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种分布式地震预警信息处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1：各设防地区设置有地震监测仪器及地震预警关键信息产生仪；各地的地震监测仪器采集地震动波形，并发送给当地的地震预警关键信息产生仪；
S2：各地的地震预警关键信息产生仪对接收到的地震动波形进行处理生成地震预警关键信息，并将各自的地震预警关键信息发送给预警中心服务器进行汇总；
S3：预警中心服务器根据各地的地震预警关键信息计算出地震基本参数并进行信息发布。
2.一种分布式地震预警信息处理系统，包括地震监测仪器与预警中心服务器，其特征在于，还包括安置在台站处的地震预警关键信息产生仪；
所述地震监测仪器分布于各设防地区，用于采集当地的地震动波形；
在所述的各地震监测仪器处分别设置一台地震预警关键信息产生仪，所述地震预警关键信息产生仪用于接收其所在地的地震监测仪器输出的地震动波形，根据所述地震动波形生成地震预警关键信息，并将所述地震预警关键信息传输给预警中心服务器；
所述预警中心服务器用于接收各设防地区的地震预警关键信息产生仪输出的地震预警关键信息，并据此计算地震基本参数。
3. 根据权利要求2所述一种分布式地震预警信息处理系统，其特征在于，预警中心服务器还用于接收用户根据所述地震基本参数得出的预警信息。
4.根据权利要求3所述一种分布式地震预警信息处理系统，其特征在于，还包括预警信息接收与处置设备；所述预警信息接收与处置设备分布于各设防地区，用于接收预警中心服务器输出的预警信息，然后发布并处置所述的预警信息。
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