CN108280971A

CN108280971A - 一种分布式地震感测警报技术

Info

Publication number: CN108280971A
Application number: CN201810285259.3A
Authority: CN
Inventors: 向杰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-04-03
Filing date: 2018-04-03
Publication date: 2018-07-13

Abstract

本发明公开了一种分布式地震感测警报技术，主要涉及惯性测量、分布式数据采集、大数据分析等技术，发明内容包括将固定的日常物品作为信息采集点，在信息采集点中嵌入安装有惯性传感器及警报装置，中心服务器采集分析各信息采集点的地震数据，将其中的地震警报信息发送至地震范围内所有的信息采集点的警报装置上引起警报，与现在技术方案相比，该技术具有铺设简易、感测提前、反馈直接等优点。

Description

一种分布式地震感测警报技术

技术领域

本发明涉及一种分布式地震感测警报技术，主要涉及惯性测量、分布式数据采集、大数据分析等技术。

背景技术

地震预报是一个世界性的难题，但地震又是一个破坏力极其巨大的自然现象，其中我国2008年的汶川地震造成了8万多人的死亡，天量损失无法计算，当前许多国家都在研究地震感测预报技术，其中我国四川高新减灾研究所申请了CN10267899A号专利，该专利技术采用分布式方案，每隔10-20公里独立安装感测设备，然后将感测结果发送到诸如电视手机等其它设备引警报，但是该专利技术与目前其它地震感测专利技术一样，存在着采样点稀少、感测警报时延较大、盲区较多等方面的问题，要知道，在地震预警技术上，能够提早一分半秒都能减少无数损失。

发明内容

为达到上述目的，本发明公开一种分布式地震感测警报技术，包括以下内容：

公开了一种分布式地震感测警报方法，其内容为将固定性的日常物品作为信息采集点，在信息采集点中嵌入安装惯性传感器、微处理器、警报装置、数据收发装置，微处理器采集惯性传感器数据，获得固定性的日常物品的震动数据，所述震动数据包含方向、频率、幅度、相位四类数据中至少一种；然后微处理器对震动数据按地震特征进行过滤，如果符合地震特征，则启动警报装置及把地震数据通过数据收发装置发送至中心服务器；然后中心服务器收集各地发来的地震数据，运用大数据方法，判断是否发生误报，计算分析出包括地震范围、中心位置、传播速度、地震等级的地震警报信息；然后中心服务器将地震警报信息发送至地震范围内的信息采集点引起警报及发送至第三方接口，或将第三方接口传入的地震警报信息发送至地震范围内的信息采集点引起警报，所述的第三方包括其它中心服务器与其它处理系统；作为一种改进性能的方法，中心服务器利用信息采集点的位置信息，进一步分析包括地震范围、中心位置、传播速度、地震等级的地震警报信息，其中位置信息可以是信息采集点上还有安装的GPS模块产生的位置信息，可以是信息采集点上的一个设备标识，可以是信息采集点的数据网络位置；作为一种改进性能的方法，在于所述信息采集点还安装有磁传感器，微处理器读取磁传感器数据，用来校正所述震动数据的方向数值。

本发明还公开了一种分布式地震感测警报系统，其特征在于包含惯性传感器、微处理器、警报装置、数据收发装置、中心服务器，所述惯性传感器包含三轴加速度传感器、三轴陀螺传感器这二种传感器之中至少一种；所述警报装置是指能够发出光、声音、震动至少一种报警信息的设备；其中，将固定性的日常物品作为信息采集点，在信息采集点中嵌入安装惯性传感器、微处理器、警报装置、数据收发装置；其中微处理器采集惯性传感器数据，获得固定性的日常物品的震动数据，所述震动数据包含方向、频率、幅度、相位四类数据中至少一种；其中微处理器对震动数据按地震特征进行过滤，如果符合地震特征，则启动警报装置及把地震数据通过数据收发装置发送至中心服务器；其中中心服务器收集各地发送来的地震数据，运用大数据方法，判断是否发生误报，计算分析出包括地震范围、中心位置、传播速度、地震等级的地震警报信息；其中中心服务器将本身计算分析产生的或第三方接口传入的地震警报信息发送至地震范围内的信息采集点引起警报，同样中心服务器也能将本身计算分析产生的地震警报信息发送至第三方接口，所述的第三方包括其它中心服务器与其它处理系统；作为一种改进性能的系统，中心服务器利用信息采集点的位置信息，进一步分析包括地震范围、中心位置、传播速度、地震等级的地震警报信息，其中位置信息可以是信息采集点上还有安装的GPS模块产生的位置信息，可以是信息采集点上的一个设备标识，也可以是信息采集点的数据网络位置；作为一种改进性能的系统，在于所述信息采集点还安装有三轴磁传感器，微处理器读取三轴磁传感器数据，用来校正震动方向数值。

本发明的优点主有四个，其一，运用惯性测量组件，测量每个点震动的具体方向、频率、幅度、相位细节，按地震特征过滤，减少了地震误报的情况；其二，采用广泛分布的带有固定性的日常物品上安装测量设备作为测量点，选择到处可用的普通物联网技术联网，使得该地震感测系统非常容易铺设，也解决了使用专用测量点时出现测量点稀疏、造价大、布点难的问题，其三，利用区域中大量信息采集点进行大数据分析，使得本发明只需一个区域的数据分析即可确定地震的发生，最短只需几个相位的震动时间就可确定地震的发生，相比专用测量点方案中十多公里布设一个测量点，需要多个测量点数据测定才能确定地震发生的方式，本技术方案可以提前几秒感测到地震的发生，其四，在固定性的日常物品上布设警报装置，使得本专利技术比现有技术更加提前直接地报警到居民家中。

附图说明

图1为本发明的系统示意图。

具体实施方式

下面，结合附图1和具体实施例来详细说明本发明，

我们居民家中的客厅顶灯通常是安装在天花板上固定不动的，适合作为一个地震信息采集点，在顶灯中安装惯性传感器、磁传感器，微控制器与灯具控制器合二为一，不需重复安装；用灯具发光这一特点作为地震警报方式，不需再安装警报设备；通常家中有WIFI网络信号，在灯具中集成一个WIFI信号收发器，可以实现网络数据传输，本实施方案还需在诸如县市地震机构中安装中心服务器。其中，惯性传感器使用三轴加速度计与三轴陀螺仪，加上三轴磁传感器，构成完整的惯性感测组件。

微处理器采集传感器数据，分析出信息采集点震动的方向、频率、幅度、相位数据，当单个信息采集点的震动符合需要警报的地震特征时，比如可造成破坏的地震等级标准为不小于里氏4.5级，启动本信息采集点上的警报设备，并且向中心服务器发送地震数据，信息采集点向中心服务器发送位置信息，方式有四种，其一为由中心服务器读取发送数据的源IP地址判断发送位置，其二为发送一个可配置的信息采集点上的设备标识来判断发送位置，其三为在信息采集点上还有安装GPS装置，微控制器读取GPS位置数据发送至中心服务器，其四为信息采集点不选择WIFI，而是选择手机信号与中心服务器进行数据通讯，而中心服务器则通过收集手机信号基站位置来判断信息采集点的位置信息。

每个中心服务器管理本区域的地震信息采集点，一个区域通常会有非常多的信息采集点，可以充分利用大数据技术，包括统计性分析、预测性分析、机器学习等方法，建立参数化的地震范围、中心位置、传播速度、地震等级、信息采集点位置，信息采集点距离等等数学模型，随着数据一批批地收集分析，各个模型的参数将越来越准确，其计算结果也将越来越接近真实值。当超过一定比例的信息采集点发出了地震警报时，就表示地震非误报，确实发生了，利用平均数技术，对震动幅度进行平均计算得出地震等级，进而根据地震在地壳中传播衰减速度，得出地震范围，利用信息采集点依次发出地震数据的位置与时延，得出当前地震传播速度，利用大量发出地震数据的信息采集点的位置信息，可以分析出地震的中心位置与传播方向，利用大量信息采集点的震动方向，知道当前地震波是P波还是S波。在本实施样例中，中心服务器可以接入其它中心服务器及其它系统的地震预警信号，然后发送到地震范围内的信息采集点，引起警报，同时，中心服务器也可以将本服务器的地震警报信号输出到其它中心服务器或其它系统的接口引起警报。

以上为本发明的实施方式说明，其中适合作为信息采集点的还有公用路灯、政府建筑物等。

实施方式说明为帮助本领域人员理解本发明，产业化本发明，从而减少由于地震造成的各种损失，并非对本发明的保护限制。

Claims

1.一种分布式地震感测警报方法，其特征在于包含以下步骤:

步骤一，将固定性的日常物品作为信息采集点，在信息采集点中嵌入安装惯性传感器、微处理器、警报装置、数据收发装置；

步骤二，微处理器采集惯性传感器数据，获得固定性的日常物品的震动数据，所述震动数据包含方向、频率、幅度、相位四种数据中至少一种；

步骤三，微处理器对震动数据按地震特征进行过滤，如果符合地震特征，则启动警报装置及把地震数据通过数据收发装置发送至中心服务器；

步骤四：中心服务器收集各地发来的地震数据，运用大数据方法，判断是否发生误报，计算分析包括地震范围、中心位置、传播速度、地震等级的地震警报信息；

步骤五：中心服务器将步骤四中所产生的地震警报信息发送至地震范围内的信息采集点引起警报以及发送至第三方接口，或将第三方接口传入的地震警报信息发送至地震范围内的信息采集点引起警报。

2.根据权利要求1所述的一种分布式地震感测警报方法，其特征在于：

中心服务器利用信息采集点的位置信息，进一步分析包括地震范围、中心位置、传播速度、地震等级的地震警报信息。

3.根据权利要求2所述的一种分布式地震感测警报方法，其特征在于：

信息采集点上还嵌入安装GPS模块，微处理器读取GPS信息发送至中心服务器，所述位置信息来自GPS信息；

或者信息采集点上具有一个设备标识，微处理器将设备标识发送至中心服务器，所述位置信息来自设备标识；

或者所述位置信息来自信息采集点的数据网络位置。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种分布式地震感测警报方法，其特征在于所述信息采集点还安装有磁传感器，微处理器读取磁传感器数据，用来校正步骤二中所述的方向数值。

5.一种分布式地震感测警报系统，其特征在于包含惯性传感器、微处理器、警报装置、数据收发装置、中心服务器，

所述惯性传感器包含三轴加速度传感器、三轴陀螺传感器这二种传感器中至少一种；

所述警报装置是指能够发出光、声音、震动至少一种报警信息的设备；

其中，将固定性的日常物品作为信息采集点，在信息采集点中嵌入安装惯性传感器、微处理器、警报装置、数据收发装置，

其中微处理器采集惯性传感器数据，获得固定性的日常物品的震动数据，所述震动数据包含方向、频率、幅度、相位四种数据中至少一种，

其中微处理器对震动数据按地震特征进行过滤，如果符合地震特征，则启动警报装置及把地震数据通过数据收发装置发送至中心服务器，

其中中心服务器收集各地发来的地震数据，运用大数据方法，判断是否发生误报，计算分析包括地震范围、中心位置、传播速度、地震等级的地震警报信息，

其中中心服务器将本身计算分析产生的或第三方接口传入的地震警报信息发送至地震范围内的信息采集点引起警报，

其中中心服务器将本身计算分析产生的地震警报信息发送给第三方。

6.根据权利要求5所述的一种分布式地震感测警报系统，其特征在于：

其中中心服务器利用信息采集点的位置信息，进一步分析包括地震范围、中心位置、传播速度、地震等级的地震警报信息。

7.根据权利要求6所述的一种分布式地震感测警报系统，其特征在于：

信息采集点上还嵌入安装有GPS模块，微处理器读取GPS信息发送至中心服务器，所述位置信息来自GPS信息；

或者所述位置信息来自信息采集点的数据网络位置。

8.根据权利要求5或6或7所述的一种分布式地震感测警报系统，其特征在于：

所述信息采集点还安装有三轴磁传感器，微处理器读取三轴磁传感器数据，用来校正震动方向数值。