MX2013006837A - Sistema de advertencia de sismos. - Google Patents

Abstract

Se describe un método o sistema para detectar un evento sísmico que incluye detectar una onda primaria de un evento sísmico utilizando al menos un sensor en un sitio de medición; utilizar al menos un parámetro de la onda primaria detectada para determinar una intensidad terrestre máxima estimada en el sitio de medición, sin determinar la magnitud del evento sísmico; determinar un epicentro del evento sísmico; y estimar la intensidad del evento sísmico en un sitio especificado utilizando la intensidad terrestre máxima estimada, determinada y la distancia del sitio especificado desde el epicentro. El epicentro puede ser determinado utilizando sensores en un sitio único. Un sistema de detección de ruido puede filtrar las señales detectadas que corresponden a vibraciones locales en vez de eventos sísmicos.

Description

SISTEMA DE ADVERTENCIA DE SISMOS CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta solicitud se refiere en general a la detección y advertencia de sismos. En particular, esta solicitud se refiere a la determinación de la intensidad de un sismo sin estimar la magnitud, para estimar la localización del epicentro con una estación única, y para reducir el ruido en las señales detectadas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sistemas de advertencia de sismos (EWS, por sus siglas en inglés) confian en la detección y caracterización rápidas de los movimientos terrestres del sismo para proporcionar advertencias de antemano de un temblor peligroso. La mayoría de los EWS actuales están diseñados para detectar el inicio de un sismo por la detección de la llegada de las ondas P y el análisis de la onda P para estimar la magnitud del evento por venir vía una relación empírica entre alguna propiedad de la onda P y la magnitud de los sismos históricos. Los tiempos de llegada de las ondas P en varias estaciones son utilizados para estimar el epicentro del evento. La magnitud estimada y el epicentro son entoncés utilizados para estimar la intensidad de los movimientos terrestres inminentes, utilizando una relación empírica entre la magnitud, la distancia del epicentro y la intensidad > del Ref.241990 movimiento terrestre. La cantidad de advertencia que un É-W.S basado en onda P que puede proporcionar, es proporcional a la distancia desde el epicentro. Una regla general es del 1 segundo para cada 8 km.

Esta técnica conduce a una multiplicación de las incertidumbres entre la estimación de la magnitud a partir , de las ondas P y la intensidad a partir de la magnitud. Además, el tiempo es esencial en las advertencias de sismos, esta estimación en dos pasos incrementa el tiempo de cómputo de manera innecesaria. La incertidumbre de medición en la estimación es típicamente no ' reportada junto con la estimación misma, conduciendo a comportamiento de respuesta discontinuo en el cual un cambio ligero en el movimiento terrestre estimado conduce a una respuesta drásticamente diferente debido a un umbral particular que ha sido excedido1. Por ejemplo, se dice que una alarma va a sonar para una intensidad estimada de 5 o más en cierta escala arbitraria1. Sin reportar la incertidumbre en la estimación, la respuesta para una intensidad de estimación de 4.999 es drásticamente diferente de la respuesta para una intensidad estimada de 5.000. En el último caso, la alarma suena mientras que én '· el primer caso, para una estimación de movimiento terrestre muy similar, la alarma no suena. Sin embargo, si las dos intensidades estimadas son estadísticamente no distinguibles debido a sus intervalos de error respectivos, la advertencia a otra respuesta a las estimaciones no debe diferir.

Otros EWS confian en la detección de la onda S en una distancia suficiente para proporcionar la advertencia de las ondas de choque intensas. La cantidad de tiempo de advertencia posible es menor, ya que las ondas S viajan más lentamente que las ondas P, pero algo de la incertidumbre én la estimación de la intensidad es reducida por la espera para medir directamente las ondas S. Este procedimiento funciona mejor cuando los probables epicentros están suficientemente alejados de los centros de población para proporcionar el tiempo para que los sensores remotos esperen la onda S y todavía son capaces de proporcionar una advertencia útil. Tal sistema advierte a la Ciudad de México de los sismos que se originan en la costa. > Los diseños de EWS son variados, pero pueden ser en general caracterizados como solos o en red. Un EWS único utiliza dispositivos sensores locales para realizar uña decisión estrictamente local respecto a si un sismo ha o ño iniciado y si éste es o no de intensidad suficiente para justificar el inicio de las acciones de protección. Estos sistemas pueden reaccionar rápidamente a la llegada de una onda P, pero pueden sufrir de desempeño falso positivo cuestionable. Un dispositivo único que confía en la detección de ondas S es normalmente llamado un interruptor sísmico. Estos no proporcionan advertencia del sismo, ya que éstos responden únicamente después de que comienza un temblor serio, pero pueden iniciar acciones que pueden prevenir los daños .

Un EWS en red comprende sitios geográficamente dispersos colocados para reducir al mínimo la distancia a los probables epicentros del sismo cerca de los probablé's epicentros. Cuando ocurre un sismo, las ondas P viajan hacia afuera llegando primeramente al sitio más cercano el cual envía luego una señal a todos los otros sitios afectados. Él tiempo de advertencia que el EWS puede proporcionar es mejor que el tiempo de advertencia posible con cada sitio único, ya que la señal proveniente del sitio más cercano llegará a los otros sitios mucho antes de la llegada de las ondas P.

El tiempo de advertencia normal para un sistema autónomo es dado por la ecuación: tadvertencia-único = ts — p Donde Ts es el tiempo de viaje para la onda S desde el hipocentro hacia el sitio y tp es el tiempo de viaje para la onda P desde el hipocentro hacia el sitio. Estos tiempos de viaje son: Donde d es la distancia desde el hipocentro hacia el sitio, Vs es la velocidad de la onda S, y Vp es la velocidad de la onda P. Para un sólido de Poisson (una buena aproximación de las características de la corteza terrestre) : El tiempo necesa que las ondas P lleguen ;al primer sitio del sensor es: Donde tF es el tiempo de viaje de la onda P desde el hipocentro hacia el primer sitio sensor y dF es la distancia desde el epicentro hacia el primer sitio sensor. Él tiempo de advertencia para los EWS en red (despreciando los retrasos de procesamiento de comunicaciones) es: tadvertencia- WS = ts ~~ tF La mejora de la advertencia es: mejoramiento = '^¥S = £= Í£ = ^advertencia— único t$ tp Cuando el primer sitio sensor es localizado en el epicentro (dF=0, despreciando la profundidad) , la proporción de mejoramiento es: mejoramiento = 2.4 Un mejoramiento del orden de 2.4 no es en general considerado posible en la práctica debido a los diversos retrasos del sistema y las profundidades del hipocentro que fueron despreciadas en el análisis anterior. Sin embargo, puede existir todavía mejoramiento significativo, el cual es una razón en que un EWS en red es una arquitectura.

En los sistemas EWS estándares, existen muchas fuentes de falsos positivos provocados por factores tales como errores de algoritmo, ruido eléctrico, daños o fallas en los componentes, pero la fuente más común de falsos positivos es el ruido cultural: las vibraciones hechas por los hombres que son difíciles de distinguir de los eventos sísmicos o que confunden los algoritmos del análisis sísmico. La reducción de la probabilidad de los falsos positivos por la espera para que sitios múltiples reporten, intercambia el tiempo de advertencia por la conflabilidad .

Un EWS conectado en red puede proporcionar potencialmente mejor desempeño de falsos positivos que un EWS único. Para enfrentar el problema de falsos positivos, una decisión para distribuir la advertencia puede ser pospuesta hasta que varios sitios reportan el sismo. Entre más sitios reporten un sismo, existe mayor confianza en el inicio de acciones costosas. El tiempo gastado esperando por múltiples sitios, reduce el tiempo disponible para completar las acciones protectoras; el tiempo que puede ser de valor significativo en la protección de vidas y en la reducción de pérdida de activos. No obstante, si la conflabilidad y la confianza hechas posibles por la espera para que múltiples sitios reporten, podría ser lograda únicamente con un sitio único, el desempeño del DWS podría ser mejorado, ayudando a acercarse a aquella proporción de mejoramiento de 2.4.

El valor de un E S es medido por su habilidad para reducir los daños y proteger los activos del daño. Un EWS confiable, uno que evita los falsos positivos y responde rápidamente para proporcionar tanto tiempo como sea posible para completar acciones protectoras, podría ser de valor significativo para aquellos expuestos a peligros de sismos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE IA INVENCIÓN En general, en una modalidad, un método de detección de un evento sísmico incluye detectar una onda primaria de un evento sísmico utilizando al menos un sensor en un sitio de medición; utilizar al menos un parámetro de la onda primaria detectada para determinar una intensidad terrestre máxima estimada en el sitio de medición, sin determinar la magnitud del evento sísmico; determinar ün epicentro del evento sísmico, y estimar la intensidad del evento sísmico en un sitio específico utilizando la intensidad terrestre máxima estimada, determinada y la distancia de la localización especificada desde el epicentro.

Además, o en una alternativa, esta y otras modalidades pueden incluir una o más de las siguientes características.

El método puede incluir además la emisión de una advertencia si la intensidad del evento sísmico está por arriba de un valor de umbral. La emisión de la advertencia puede incluir la emisión de la advertencia como una función de probabilidad. La función de probabilidad puede ser codificada utilizando un parámetro que representa el valor esperado y un parámetro que representa la desviación de la distribución .

La determinación del epicentro puede incluir el uso de información obtenida de al menos un sensor y la información obtenida de un sensor en otro de medición, al menos un sensor y el sensor en otro sitio de medición están conectados por una red de comunicaciones.

El uso de al menos un parámetro de la onda primaria detectada para determinar una intensidad terrestre máxima estimada en el sitio de medición, puede incluir el uso de una relación empírica establecida, entre al menos un parámetro y el movimiento terrestre máximo para determinar el movimiento terrestre máximo. La relación empírica establecida puede estar basada en datos de sismos previos.

Al menos un parámetro puede incluir la información de amplitud en el dominio de tiempo o en el dominio espectral.

Al menos un sensor puede incluir un acelerómetró, un sensor de GPS, un sensor de desplazamiento, o un sensor de velocidad.

La estimación de la intensidad del evento sísmico en un sitio especificado puede incluir el uso de una relación empírica establecida entre la intensidad terrestre máxima y la distancia del sitio especificado desde el epicentro. La relación empírica establecida puede estar basada en los datos de los sismos previos. La relación empírica puede ser: PGM = A-C donde R es la distancia desde la traza de falla superficial, Ro es una constante de orden de la longitud de la ruptura, A0 es el límite de deformación elástica de la roca, y M, N, y K son constantes. La relación empírica puede ser trazada gráficamente como una curva del decaimiento del movimiento terrestre máximo sobre la distancia del epicentro.

La detección de una onda primaria de un evento sísmico utilizando al menos un sensor puede incluir el uso de un primer sensor para obtener una primera señal y un segundo sensor para obtener una segunda señal, correlacionando la primera y segunda señales, y determinando que la primera ¡y segunda señales corresponden a una onda primaria de un evento ¦ i sísmico, únicamente si la correlación cumple un valor,] de umbral establecido. La correlación de la primera y segunda señales comprende la comparación de la magnitud, los vectores de dirección, o el tiempo-de-llegada. ,j , I En general, en una modalidad, un sistema ¡ para detectar un evento sísmico incluye al menos dos sensores configurados para detectar una onda primaria de un ¦ evehto i i | sísmico y un controlador, el controlador está configurado para: utilizar al menos un parámetro de la onda primaria 1.1 detectada para determinar una intensidad terrestre máxima estimada sin determinar la magnitud del evento sísmico; determinar un epicentro del evento sísmico; y estimar„.j la intensidad del evento sísmico en un sitio especificado i ] utilizando la intensidad terrestre máxima estimada, y ¡la distancia del sitio especificado desde el epicentro. ' Además de o en una alternativa, estas y otras ¦ , ? modalidades pueden incluir una o más de las siguientes características. ¦¦, »¦ ·.' El controlador puede ser además configurado para emitir una advertencia si la intensidad del evento sísmico está por arriba de un valor de umbral. El controlador . puede ser configurado para emitir la advertencia como una función de probabilidad. La función de probabilidad puede sér ¦ ' ¦! ,:( codificada utilizando un parámetro que representa el valor ' *¡ 'i , ; í esperado y un parámetro que representa la desviación de, la distribución .

Al menos dos sensores pueden estar en sitios de medición separados, los sitios de medición están conectados por una red de comunicaciones.

El controlador puede estar configurado para utilizar al menos un parámetro de la onda primaria detectada, para determinar una intensidad terrestre máxima estimada en el sitio de medición mediante el uso de una relación empírica establecida entre al menos un parámetro y el movimiento terrestre máximo para determinar el movimiento terrestre máximo. La relación empírica establecida puede estar basada en datos de sismos previos.

Al menos un parámetro puede ser la información de amplitud en el dominio de tiempo o en el dominio espectral.1 Al menos uno de al menos dos sensores puede ser. un acelerómetro, un sensor de GPS, un sensor de desplazamiento, o un sensor de velocidad.

El controlador puede configurado para estimar la intensidad del evento sísmico en un sitio específico, mediante el uso de una relación empírica establecida entre la intensidad terrestre máxima y la distancia del sitio especificado desde el epicentro. La relación empírica establecida puede estar basada en datos de sismos previos. La relación empírica puede ser: PGM = A-C donde R es la distancia desde la traza de falla superficial, R0 es una constante de orden de longitud de la ruptura, A0 es el limite de deformación elástica de la roca, -|_Q y M, N, y K son constantes. La relación empírica puede ser trazada gráficamente como una curva del decaimiento del movimiento terrestre máximo sobre la distancia desde el epicentro.

Un primer sensor puede ser configurado para obtener ]_5 una primera señal, y un segundo sensor puede ser configurado para obtener una segunda señal, y un controlador puede Ser configurado para correlacionar las primera y segunda señales, y determinar que la primera y segunda señales corresponden a una onda primaria de un evento sísmico únicamente si la 20 correlación cumple un valor de umbral establecido. El controlador puede ser configurado para correlacionar las primera y segunda señales por comparación de la magnitud, los vectores de dirección, o el tiempo-de-llegada.

Un método de detección de un evento sísmico incluye ^ detectar una onda primaria de un evento sísmico utilizando al menos dos sensores en un sitio de medición, en donde al menos dos sensores están a menos de 500 metros de separación; el uso de al menos un parámetro de la onda primaria detectada para determinar una intensidad terrestre máxima estimada en el sitio de medición; determinar un epicentro del evento sísmico utilizando únicamente al menos dos sensores en el sitio de medición; y estimar la intensidad del evento sísmico en un sitio especificado, utilizando la intensidad terrestre máxima estimada determinada, y la distancia de la localización especifica desde el epicentro.

Además, de o en una alternativa, esta y otras modalidades pueden incluir una o más de las siguientes características.

Al menos dos sensores pueden estar a menos de 2Q0 metros de separación, tal como menos de 100 metros de separación.

El método puede incluir además la emisión de una advertencia si la intensidad del evento sísmico está por arriba de un valor de umbral. La emisión de la advertencia puede incluir la emisión de la advertencia como una función de probabilidad. La función de probabilidad puede ser codificada utilizando un parámetro que representa el valor esperado y un parámetro que representa la desviación de la distribución .

Al menos dos sensores pueden ser conectados por una red de comunicación de línea dura.

Al menos uno de al menos dos sensores puede incluir un acelerómetro, un sensor de GPS, un sensor de desplazamiento, o un sensor de velocidad.

La detección de una onda primaria de un evento sísmico utilizando al menos dos sensores puede incluir el uso de un primer sensor para obtener una primera señal y . un segundo sensor para obtener una segunda señal, correlacionando la primera y segunda señales, y determinando que la primera y segunda señales corresponden a una orida primaria de un evento sísmico, únicamente si la correlación cumple un valor de umbral establecido. La correlación de la primera y segunda señales incluye la comparación de, la magnitud, los vectores de dirección, o el tiempo-de-llegada.

Al menos dos sensores pueden ser idénticos.

La determinación del epicentro puede incluir la determinación del epicentro como una función de densidad de probabilidad en latitud y longitud. La función de densidad de probabilidad puede ser codificada utilizando un parámetro qüe representa el valor esperado en latitud y en longitud,, la desviación a lo largo de dos ejes primarios, y un ángulo de rotación. La función de densidad de probabilidad puede ser determinada utilizando la información de azimut y de declive. El método puede incluir, además, el ajuste de la función de densidad de probabilidad utilizando la información previa respecto a la geología local, a la geometría de otros s,itjios de medición en la región y al estado en tiempo real de iilos otros sitios de medición. < -i En general, en un aspecto, un sistema para' detectar 1 un evento sísmico incluye al menos dos sensores configurados para detectar una onda primaria de un evento sísmico,, ,¡ en donde al menos dos sensores están a menos de 500 metros,] dé ' : 1 ? separación, y un controlador. El controlador está configurado para utilizar al menos un parámetro de la onda primaria 1 i detectada, para determinar una intensidad terrestre estimada; determinar un epicentro del evento utilizando únicamente al menos dos sensores en el Sitio jde medición; y estimar la intensidad del evento sísmico en t¡un sitio específico utilizando la intensidad terrestre máxima, estimada, determinada, y la distancia del sitio específ i!cO' desde el epicentro. 1 j Al menos dos sensores pueden estar a menos de ' 2?0 metros de separación, tal como a menos de 100 metros1 'de separación. i El controlador puede además ser configurado paira emitir una advertencia si la intensidad del evento sísmico está por arriba de un valor de umbral. El controlador puede ser configurado para emitir la advertencia como una función de probabilidad. La función de probabilidad puede "s'er codificada utilizando un parámetro que representa el valor esperado y un parámetro que representa la desviación de la distribución.

Al menos dos sensores pueden ser conectados por la red de comunicación de linea dura.

Al menos uno de al menos dos sensores comprende un acelerómetro, un sensor de GPS, un sensor de desplazamiento, o un sensor de velocidad.

Un primer sensor puede ser configurado para obteiier una primera señal, y un segundo sensor puede ser configurado para obtener una segunda señal. Un controlador puede ser configurado para correlacionar las primera y segunda señales, y para determinar que las primera y segunda señales corresponden a una onda primaria de un evento sísmico, únicamente si la correlación cumple un valor de umbral establecido. La correlación de la primera y segunda señales puede incluir la comparación de la magnitud, los vectores de dirección, o el tiempo-de-llegada.

Al menos dos sensores pueden ser idénticos.

El controlador puede ser configurado para determinar el epicentro por la determinación del epicentro como una función de densidad de probabilidad en latitud y longitud. La función de densidad de probabilidad puede ser codificada utilizando un parámetro que representa el valor esperado en latitud, en longitud, la desviación a lo largo dé dos ejes primarios, y un ángulo de rotación. La función de densidad de probabilidad puede ser determinada utilizando información de azimut y de declive. El controlador puede ser además configurado para ajustar la función de densidad de probabilidad utilizando la información previa respecto a la geología local, a la geometría de otros sitios de medición en la región y al estado en tiempo real de otros sitios ". de medición.

En general, en un aspecto, un método de detección de una onda primaria de un evento sísmico incluye: obtener una primera señal de vibración terrestre proveniente de 1 un primer sensor en un primer sitio; obtener una segunda señal de vibración terrestre proveniente de un segundo sensor en 1 un segundo sitio, el segundo sitio está dentro de 500 metros del primer sitio; correlacionar la primera y segunda señales;! y únicamente si la correlación de la primera y segunda señales cumple un umbral establecido, se utiliza al menos un parámetro de la primera señal o la segunda señal para estimar la intensidad de un evento sísmico.

Además, o en una alternativa, estas y otras modalidades pueden incluir una o más de las siguientes características.

Al menos uno del primer sensor o el segundo sensor es un acelerómetro, sensor de velocidad, o sensor de desplazamiento. ¡ La correlación de la primera y segunda señales puede incluir el computo de la diferencia en los vectores de dirección de la primera y segunda señales, y el cumplimiento del umbral establecido puede incluir que sea menor dé una diferencia establecida. La correlación de la primera y segunda señales puede incluir el computo de un pico de correlación cruzada de la primera y segunda señales, y el cumplimiento del umbral establecido puede incluir que esté por debajo de un valor establecido. La correlación de las primera y segunda señales puede incluir el computo de un plazo de tiempo entre la primera y segunda señales, y- el cumplimiento del umbral establecido puede incluir menos que una diferencia establecida. La correlación de la primera y segunda señales puede incluir el cómputo de una diferencia en la magnitud de la primera y segunda señales, y el cumplimiento del umbral establecido puede incluir que sea menor que una diferencia establecida.

El método puede incluir además la obtención de la primera y segunda señales a una proporción de muestreo superior a 100 Hz, tal como por arriba de 200 Hz, por ejemplo por arriba de 800HZ.

El método puede incluir además la emisión de una advertencia si la intensidad del evento sísmico está por arriba de un valor de umbral. La emisión de la advertencia puede incluir la emisión de la advertencia como una función de probabilidad. La función de probabilidad puede ser codificada utilizando un parámetro que representa el valor esperado y un parámetro que representa la desviación de- la distribución. Los pasos de obtención y correlación pueden ser repetidos continuamente en tiempo real.

Al menos dos sensores pueden estar a menos de 200 metros de separación, tal como a menos de 100 metros : de separación.

En general, en un aspecto, un sistema para detectar un evento sísmico incluye un primer sensor en un primer sitio, el primer sensor está configurado para obtener una primera señal de vibración terrestre, un segundo sensor en un segundo sitio, el segundo sitio dentro de 500 metros del primer sitio y configurado para obtener una segunda señal (de vibración terrestre, y un controlador. El controlador está configurado para correlacionar la primera y segunda señales y, únicamente si la correlación de la primera y segunda señales cumple un umbral establecido, se utiliza al menos un parámetro de la primera señal o la segunda señal para estimar la intensidad de un evento sísmico.

Al menos uno del primero o segundo sensores puede ser un acelerómetro, sensor de velocidad, o sensor de desplazamiento.

El controlador puede ser configurado para correlacionar la primera y segundas señales por el cómputo de la diferencia en los vectores de dirección de las primera y segunda señales, y el cumplimiento del umbral establecido puede incluir que sea menor que una diferencia establecida. El controlador puede ser configurado para correlacionar la primera y segundas señales por el computo de un pico ' de correlación cruzada de la primera y segundas señales, y el cumplimiento del umbral establecido puede incluir que esté por debajo de un valor establecido. El controlador puede ser configurado para correlacionar la primera y segundas señales por el computo de un plazo de tiempo entre la primera y segunda señales, y el cumplimiento del umbral establecido puede incluir que sea menor que una diferencia establecida. El controlador puede ser configurado para correlacionar la primera y segundas señales mediante el computo de una diferencia en la magnitud de la primera y segunda señales, , y el cumplimiento del umbral establecido puede incluir que séa menor que una diferencia establecida.

El primero y segundos sensores pueden ser configurados para obtener la primera y segundas señales a una proporción de muestreo superior a 100 Hz, tal como superior a 200 HZ, por ejemplo al menos de 800 HZ.

El controlador puede ser además configurado para emitir una advertencia si la intensidad del evento sísmico está por arriba de un valor de umbral. El controlador puede ser configurado para emitir la advertencia como una función de probabilidad. La función de probabilidad puede ser codificada utilizando un parámetro que representa el valor esperado y un parámetro que representa la desviación de la distribución.

Los sensores pueden ser configurados para repetir los pasos de obtención en tiempo real, y el controlador puede ser configurado para repetir los pasos de correlación en tiempo real.

Al menos dos sensores pueden estar a menos de 200 metros, tal como al menos de 100 metros de separación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Las novedosas características de la invención son descritas con particularidad en las reivindicaciones siguientes. Un mejor entendimiento de las características y ventajas de la presente invención será obtenido por referencia a la siguiente descripción detallada, que describe las modalidades ilustrativas, en las cuales son utilizados los principios de la invención, y las Figuras anexas en las cuales: La Figura 1 describe un sistema de advertencia de sismos regional (EWS) con varios sitios sensores.

La Figura 2 es un diagrama de bloques de un sistema de advertencia de sismos.

La Figura 3 es un diagrama de sistema de ün dispositivo de sitio de sensor simple.

La Figura A es un diagrama de bloques de la trayectoria de señales de un dispositivo del sitio sensor.

La Figura 5 es un diagrama de bloques del subsistema de procesamiento de datos del sensor, de un dispositivo de sitio sensor.

La Figura 6 es un diagrama de flujo de datos del subsistema de detección de fuente local del dispositivo de sitio sensor.

La Figura 7 muestra el diagrama de bloques : de procesamiento de correlación cruzada.

La Figura 8 muestra un registro de aceleración1 de canal vertical con la onda P puesta de manifiesto.

La Figura 9 muestra la salida de la correlación cruzada de la Figura 8 de los 2 sensores.

La Figura 10 muestra una interpolación ranura de una correlación cruzada a 200 Hz que muestra un plazo de tiempo 7.5 ms.

La Figura 11 es un diagrama de flujo que muestra el procesamiento de las entradas y la generación de salidas dentro del subsistema de análisis. ; La Figura 12 es un gráfico que representa una relación empírica ejemplar entre una propiedad de onda P hipotética y la intensidad del movimiento terrestre en un sitio dado.

La Figura 13 muestra un ejemplo de la determinación del azimut desde el tiempo-de-llegada.

La Figura 14 es un gráfico que muestra la resolución azimutal y la diferencia en el tiempo.

La Figura 15 es una gráfica que representa la estimación con incertidumbres del movimiento terrestre inminente en un sitio simple, y la curva de movimiento terrestre empírica como una función de la distancia epicéntrica que es derivada de estos datos.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Con referencia a la Figura 1, un sistema de advertencia de sismos en red incluye sitios geográficamente dispersos o subsistemas sensores 2 colocados para reducir . al mínimo la distancia a los probables centros de sismos cerca de al menos un fallo 1. Todos los sitios están conectados vía una red de comunicaciones. Cuando ocurre un sismo en un epicentro 3, la onda P-4 viaja hacia afuera llegando primeramente al sitio más cercano 5, el cual envía luego una señal a todos los sitios afectados 2. El tiempo de advertencia que EWS puede proporcionar es mejor que el tiempo de advertencia posible con cada sitio solo, ya que la señal proveniente del sitio más cercano 5 llegará a los otros sitios 2 mucho antes de la llegada de la onda P-4.

Con referencia a la Figura 2, un sistema de advertencia de sismos consiste en tres subsistemas, incluyendo un subsistema sensor 2, un subsistema de análisis 35, y un subsistema de comunicación 10.

El subsistema sensor 2 incluye un controlador y uno o más sensores de movimiento terrestre para registrar y reportar el movimiento terrestre en tiempo real. El subsistema sensor filtra cualquier ruido y pasa las señales o los datos recolectados en tiempo real al subsistema de análisis 35.

El subsistema de análisis 35 incluye al menos Una computadora o controlador configurado para tomar la entrada del subsistema sensor 2 y/o desde el subsistema : de comunicación 10 para computar el sitio del epicentro y para estimar el peligro de movimiento terrestre inminente en tiempo real. El subsistema de análisis 35 puede computar el peligro de movimiento terrestre inminente localmente (es decir, en el sitio dado) y a distancias regionales (es decir, todos los sitios en la región geográfica del epicentro, incluyendo el sitio donde el dato fue recolectado y :1a estación circunvecina y los sitios no de estación) . Además, el subsistema de análisis 35 está configurado para computar las incertidumbres en las estimaciones del movimiento terrestre y la localización del epicentro. Las estimaciones1 y las incertidumbres son pasadas del subsistema de análisis 35 hacia el subsistema de comunicación 10.

El subsistema de comunicación 10 incluye una red para enviar y recibir datos. El subsistema de comunicación 10 incluye además un controlador o computadora configurada para - : ?| codificar las estimaciones y las incertidumbres como un grupo ; I de datos paramétricos . En la modalidad preferida, ; la parametrización toma la forma de un par de valores ¡que ; : 1 representan el valor esperado y la desviación en una fundión de distribución continua. El subsistema de comunicació j 10 transmite los datos paramétricos como sean necesariqs a] un ? dispositivo local para implementar respuestas sísmicas i locales, hacia una red de sistemas similares en una ; región geográfica organizada como una red semejante, o a un 1 centro de datos regional, que recolecta y redistribuye los1 dato's á i ' | sistemas similares en una región geográfica. El subsistema! de comunicación 10 también recibe información, ya : sea i < proveniente de otros sistemas similares en una red similar o desde un centro de datos regional, y pasa los datos como sea necesario al subsistema de análisis 35. ' Cada uno de los tres subsistemas es descrito con detalle más adelante.

Subsistema de Sensor ' Con referencia a la Figura 3, cada subsistema sensor 2 incluye un controlador local 7 y dos o más dispositivos sensores 6 capaces de medir las vibraciones terrestres en jal menos un eje. En una modalidad, existen dispositivos sensores tri-axiales normalmente orientados hacia arriba, al Nórtej y Este. Los dispositivos sensores pueden ser acelerómetrp;s, sensores de velocidad, o sensores de desplazamiento.; ;En: una. : .¡ i modalidad, existen dos sensores, y un sensor es un acelérómétro mientras que el otro sensor es un sensor de GPS de alta proporción de alta velocidad de muestras. En otra modalidad más, existen tres^ sensores, y dos sensores son acelerómetros mientras que el otro sensor es un sensor de GPS de alta velocidad de muestras.

Los sensores en un subsistema sensor 2 están localizados dentro de 500 metros uno del otro, tal como dentro de 200 metros uno del otro, tal como dentro de 100 metros uno del otro y están conectados entre si por una red de comunicación de linea alámbrica.

El diagrama de bloques de los componentes principales de la trayectoria de señales en el controlador 7 es mostrado en la Figura 4. Los dispositivos sensores 6 muestrean sincrónicamente con un reloj maestro 8. Los errores ' de sincronización entre los canales, para los dispositivos sensores de canales múltiples deben ser bajos y los errores 1 de sincronización entre los canales de diferentes dispositivos ; de muestreo deben ser conmensurados. En la modalidad preferida, los errores de sincronización de canal a canal son mantenidos muy por debajo de 10 ns. Los errores de sincronización entre los dispositivos sensores son mantenidos por debajo de 1 µe . En una modalidad, los sensores muestrean digitalmente las salidas del sensor con relojes que son sincronizados entre los sensores. Los sensores están físicamente separados (hasta 100 metros) y los relojes distribuidos a ellos desde la unidad de procesamiento. Estos relojes aseguran que los errores del tiempo de muestreo entre los sensores sean menores de 1 µ= .

Los datos provenientes de los sensores 6 son procesados por el subsistema de procesamiento de datos 9. La Figura 5 muestra el diagrama de bloques del subsistema , de procesamiento de datos (con sensores) . El subsistema de procesamiento de datos 9 comprende un detector de fuente 11 local, un detector de onda P 12, y un disparador de onda P 13. El detector de la onda P 12 utiliza los datos provenientes de los sensores 6 para detectar la presencia de una onda P. Las ondas P pueden ser detectadas, por ejemplo, al observar la energía de ruido de fondo promediada sobre un periodo de tiempo prolongado con la misma estimación promediada en un período de tiempo corto. Cuando el valor de tiempo corto excede el valor de tiempo largo, el detector de onda P puede señalar que una onda de choque ha sido detectada. El detector de fuente local 11 sirve para distinguir las vibraciones que se originan cerca del sitio, es decir, a menos de 1 Km, tal como dentro de aproximadamente 5-6 longitudes de la línea basal del centro del arreglo, de modo que aproximadamente 500-600 metros en el peor caso de aquellos que ocurren más lejos. Se presume que las fuentes locales, son de origen humano, en vez de sísmico. La salida del detector 12 de onda P y el detector de fuente 11 de fuente local son comparadas en el subsistema disparador de onda P 13, el cual rechazará todas las ondas P reportadas por el detector de la onda P 12 si éstas son de origen local. Como se muestra en la Figura 2, las ondas P de origen sísmico son luego pasadas al subsistema de comunicaciones 10 para la transmisión a otros sitios o directamente al subsistema de análisis 35 para su uso en la detección del epicentro y la intensidad del evento sísmico .

El diagrama de bloques del detector de fuente local 11 es descrito como un diagrama de bloques en la Figura 6. Los datos provenientes de los dispositivos sensores 6 son procesados en tiempo real, muestra por muestra, para computar un vector de dirección tridimensional por dos cálculos de vector 15. Si menos de tres canales están disponibles, el vector computado tiene correspondientemente menos dimensiones. Cada vector es descrito por una magnitud y tres cosenos de dirección : magn = Jz2 + N2 + E2 1 z - cos az magn N <? — eos aN magn E ctg = eos aE = magn Donde Z, N, y E son las muestras de datos provenientes de los tres canales sensores.

Una correlación cruzada de los datos provenientes de los dispositivos sensores es también computada por el correlacionador cruzado 14. En la modalidad preferida, el canal Z es utilizado para la correlación cruzada, ya que este está más estrechamente correlacionado con los movimientos sísmicos (las ondas P son principalmente verticales) , péro cualquier combinación de canales de entrada puede ser correlacionada cruzadamente. La correlación cruzada para un plazo particular (D) puede ser encontrada por: Donde Zi y 2 son los canales Z de los sensores 2, respectivamente, mZi y mZ2 son las medias de Zi y Z2, e, i itera sobre todas las muestras en el compensador de entrada.

Una correlación cruzada completa es computada por la iteración de D sobre -maxDelta ..0.. maxDelta, donde Maxdelta es algún múltiplo entero de un período de muestras: maxDelta—— donde N es algún número de muestras provenientes del vector de datos de sensor.

Un diagrama de bloques de los bloques de procesamiento del correlacionador cruzado 14 es mostrado en la Figura 7. Las corrientes de datos provenientes de los dispositivos sensores son pasadas a través de una función de ventana 19 (opcional) . La función de ventana 19 compensa el uso de una serie de tiempo limitado de los datos del dispositivo sensor. Las funciones de ventana típicas incluyen Hamming, Harm, Blackman y Kaiser. Una vez dotadas con ventanas, las corrientes de datos son pasadas a la función de correlación cruzada 20. Para el procesamiento eficiente, las rutinas de correlación cruzada se escriben como funciones de cabeza-cola, las cuales reducen en gran medida la cantidad de procesamiento por período.

La salida de la función de correlación cruzada 20 se utiliza tanto por sí misma para determinar si existe una fuente local y para encontrar el plazo de tiempo entre las dos corrientes de datos del dispositivo sensor,. Para comenzar, si el pico de correlación cruzada normalizada es menor que una cantidad particular, tal como 20db, tal como menos de lOdb, por ejemplo menos de 6db, las señales pueden ser juzgadas como no correlacionadas y rechazadas como una fuente local.

Ademas, la función de correlación cruzada 20 puede ser utilizada para detectar el lapso de tiempo entre dos señales debido a que el lapso de tiempo aparece como un pico en la salida de la correlación cruzada. Una forma de onda de la aceleración vertical ejemplar es mostrada en la Figura; 8. La porción de la onda P de esta forma de onda es mostrada1 en 24, mientras que el primer pico de la onda S es mostrado en 23. La salida de la correlación cruzada se muestra en la Figura 9. El pico 25 es aparente y muestra un retraso de 5ms .

Una correlación cruzada es mostrada en la Figura 9. Las diferencias de tiempo de submuestra son posibles por interpolación entre los valores de correlación cruzada. Esto puede ser logrado por la interpolación de la salida de correlación cruzada utilizando un polinomial u otra técnica. En la Figura 10, es muestra una correlación cruzada 200Hz cuyo pico yace entre 5 ms y 10 ms . Una interpolación de ranura cúbica identifica el pico de lapso de tiempo a la precisión de submuestra de 7 ms .

Con referencia nuevamente a la Figura 7, la interpolación es realizada en 21 sobre la salida del correlacionador cruzado y el pico determinado es determinado en 22.

Con referencia nuevamente a la Figura 6, el pico ;es utilizado para medir la diferencia de tiempo de llegada entre los dos dispositivos sensores. Ya que el intervalo de posibles diferencias de tiempo es pequeño, con base en la separación de los sensores y las velocidades de las ondas de choque, la correlación cruzada puede ser calculada para un número limitado de lapsos. Para una velocidad de muestra de 200 Hz, los valores de D (el lapso de tiempo computado en la correlación cruzada) pueden ser tan limitado como n = -2,-1, 0, 1, 2 donde D = n/Fs. La longitud de los datos pasados al correlacionador cruzado necesitará ser mayor para las interpolaciones de orden más alto para lograr una mejor resolución en el tiempo.

El lapso de tiempo computado es utilizado para determinar si la señal detectada es o no una señal local y para cambiar los datos de vector para permitir la comparación posterior.

Es decir, el lapso de tiempo computado puede ser utilizado para determinar si las dos corrientes de datos del dispositivo sensor caen dentro de una ventana de tiempo estrecha determinada por la distancia de separación del dispositivo sensor y la velocidad de la onda P local (nominalmente 6.2 km/s) . Por ejemplo, para una distancia de separación de 20 metros, las diferencias de tiempo de 3.2iins o mayores pueden ser marcadas como eventos falsos. Este parámetro es afinado con base en mejores estimaciones de las velocidades de ondas P local.

Además, el lapso de tiempo puede ser utilizado para controlar un módulo de lapso de tiempo variable a 16 para cambiar los vectores. En una modalidad, el módulo de lapso de tiempo 16 es un registro de desplazamiento con varias derivaciones. La derivación elegida corresponde al lapso de tiempo desde el correlacionador cruzado. Las salidas de los dos módulos de lapso de tiempo son entonces sincronizada^ en tiempo y pueden ser comparadas.

Para los lapsos de tiempo para la submuestra, es computada una interpolación lineal entre los vectores de dirección adyacentes: &,(0 = ¾(0 + ( r¾)x (0 - -«fl Donde txc es el lapso de tiempo computado por el correlacionador cruzado, azi(i) es la iésima muestra del coseno de dirección de canal Z para el sensor 1 y ti es la iésima muestra de tiempo (un múltiplo del periodo de muestra) . Es posible un esquema de interpolación más sofisticado, pero raramente necesario ya que los datos son algo ruidosos. Los otros cosenos de dirección pueden ser similarmente computados.

Con referencia todavía a la Figura 6, una vez sincronizados en el tiempo, los vectores son comparados en 17. La comparación puede ser utilizada para determinar la correlación de dirección de las dos corrientes de vectores.

Para fuentes distantes de vibraciones, aquellas cuya distancia es grande en comparación a la separación de los dispositivos sensores, los vectores de dirección deberían ser paralelos. Esto es determinado por la comparación de los cosenos de dirección para las dos corrientes de vectores. Si la magnitud del error excede un umbral máximo, tal como, 10 grados, la fuente es juzgada como local. (¾ - (¾)2 + (¼ - ¾)2 + («_¾ - ¾,)2 > díreccíón_\mbral Además, la comparación puede ser utilizada para determinar la correlación de magnitud de las dos corrientes de vectores. Las fuentes sísmicas deben registrarse similarmente si los dos dispositivos sensores están montados de la misma manera. Las fuentes locales de vibraciones es probable que afecten a un dispositivo sensor (el más cercano) más que al otro. Las diferencias de magnitud de más de un porcentaje particular, tal como más de 15 %, pueden ser utilizadas para indicar fuentes locales.

El detector de localidad 18 detecta los eventos locales de modo que estos pueden ser rechazados. Consistente con los métodos anteriormente descritos, la salida del detector de localidad es verdadera (lo que significa una fuente local) si: Error de dirección de evector>umbral de dirección o Correlación_cruzada<umbral_de_correlación_cruzada o Lapso_de_tiempo>umbral_de_tiempo o Imagn (sensorl) -magn (sensor2) I > magn_umbral o proporción (magn ( sensorl ) a magn ( sensor2 ) ) > magn_umbral o proporción (magn ( sensor2 ) a magn ( sensorl )) > magn_umbral o I tiempo (onda-P 1 ) -tiempo (onda P-2 ) | >umbral_de_tiempo o proporción (magnitudes verticales a horizontales ) <umbral_P2S Como se mostró anteriormente, si el detector de onda P ha detectado una onda P, pueden ser realizadas pruebas adicionales sobre la señal para filtrar el ruido. En una modalidad, debido a que una onda P es una onda de choque específicamente identificada, esta tendrá "disparos" en las señales, o puntos en el tiempo en los cuales el software ha determinado independientemente que existe algo que se asemeja a una onda P. El algoritmo de disparo típicamente será una proporción de las amplitudes promedio de término corto a largo. Si un disparo ha sido detectado en cada sensor, entonces el lapso de tiempo no debe exceder un cierto valor de umbral, tal como aproximadamente 50 ms o más para una longitud de línea basal de 100 metros.

Además, para las señales identificadas como ondas P, la onda puede ser analizada para determinar si la proporción vertical a horizontal es correcta. Es decir, los movimientos de ondas P son predominantemente verticales, mientras que las ondas S son predominantemente horizontales, y las ondas superficiales pueden tener una mezcla uniforme (ondas de Rayleigh, que es como la mayoría de las fuentes locales se propagan) . Por ejemplo, el umbral P2S puede ser 2, es decir, si el canal vertical no es al menos 2 veces el canal horizontal, esta es una fuente local.

Las mediciones precisas de las diferencias en el tiempo utilizando la correlación cruzada, se benefician de las velocidades de muestras más altas. En la modalidad preferida, son utilizadas velocidades de muestra de al menos 100 HZ, tal como al menos 200 Hz. Velocidades de muestra más altas tales como 800 Hz o 1000 Hz, pueden ser utilizadas cuando son favorables las condiciones locales (cercanas a la falla, geología de roca dura) . El ruido cultural tiende a contener las frecuencias más altas que las vibraciones sísmicas. Las velocidades de muestra más altas hacen más fácil detectar el ruido cultural que pueda de otro modo aparecer como artefactos aliados a no ser que se utilicen filtros de entrada anti-alias muy agresivos. El muestreo de mayor frecuencia reduce el costo y las distorsiones de los filtros agresivos.

Si los vectores representan ondas de origen local y no han sido detectadas ondas P, las vibraciones deben ser ignoradas. Es decir, las ondas de fuentes locales, como son identificadas por una combinación de proporciones verticales horizontales, los lapsos de tiempo y las correlaciones de vectores como se describen anteriormente, deben ser despreciados.

Las señales provenientes de los dispositivos sensores deben ser bien correlacionados para las vibraciones procedentes de fuentes sísmicas. Si la correlación es baja, las señales son rechazadas. Los dispositivos sensores deben ser similarmente montados para lograr respuestas similares a las vibraciones terrestres. El sistema utiliza vibraciones provenientes de todos los eventos sísmicos para evaluar el grado de correlación posible y ajustar sus algoritmos de comparación para compensar las diferencias en las respuestas del dispositivo sensor. Estas técnicas también proporcionan buen rechazo para el ruido eléctrico que puede de otro modo contribuir a un aumento en los falsos positivos.

Muchas de las técnicas descritas confían en estimaciones precisas de los parámetros locales, tales como la velocidad de la onda P. Ya que cada evento es detectado y medido por el sistema, estos parámetros pueden ser medidos vía las comparaciones con otros sitios en el análisis post-evento. Los parámetros son luego ajustados para mejorar la exactitud de los sistemas en la evaluación de las ondas P.

Con referencia nuevamente a la Figura 2, después de que las vibraciones de las fuentes locales han sido eliminadas y las ondas P detectadas por el subsistema sensor 2, los datos provenientes de las ondas P detectadas son enviados vía el subsistema de comunicaciones 10 a otros dispositivos en el EWS y/o al subsistema de análisis 35.

Subsistema de Análisis El subsistema de análisis 35 es descrito con detalle en el diagrama de flujo de datos en la Figura 11. El subsistema de análisis 35 tiene tres componentes: (1) la relación P-a-S 45, la cual involucra el establecimiento de una relación empírica entre uno o más parámetros de la onda P del evento sísmico en un sitio de medición (es decir eri el sitio del subsistema sensor 2) y el movimiento terrestre máximo observado en el mismo sitio; (2) un componente1 de procesamiento de epicentro local 46, el cual involucra'( la determinación del epicentro del evento sísmico, y (3) la relación D a S 49, la cual involucra el establecimiento de una relación empírica entre el movimiento terrestre máximo y la distancia desde el epicentro.

Relación P a S Como se anotó anteriormente, la relación P-a-S involucra el establecimiento de una relación entre uno o más parámetros de la onda P en un sitio de medición, y el movimiento terrestre máximo observado en el mismo sitio. Esta relación empírica está basada en datos sísmicos provenientes de un gran número de eventos históricos, que son clasificados por región geográfica, profundidad, mecanismo fuente y cualquier otro parámetro como sea necesario, o examinado en agregado. Los parámetros de onda P incluyen la información de amplitud en el dominio de tiempo o en el dominio espectral y otras propiedades de la onda P, ya sea en el dominio de tiempo o bien en el dominio espectral. El movimiento terrestre máximo es expresado como temblor, aceleración, velocidad, desplazamiento o aceleración espectral en banda ancha o en cualquier banda de frecuencia de interés. La forma funcional de la relación empírica puede ser lineal, log-lineal o cualquier otra forma. La relación empírica puede también ser una función de la distancia desde la fuente u otras variables. Esta relación es llamada la relación P-a-S.

En una modalidad, el dato es recolectado de aproximadamente 100 sismos previos en la región de interés. Los sismos abarcan en magnitud desde ML 3.0 hasta los eventos más grandes disponibles. Debido a la necesidad para registros sísmicos de alta calidad, son preferidos sismos más recientes en el análisis. Esta preferencia está limitada por la rareza de los eventos en el extremo superior de la escala de magnitud, y por la necesidad de que algunos de los eventos más grandes serán significativamente más viejos que la mayoría de los eventos más pequeños. Esto es permisible debido a que los movimientos terrestres más fuertes de ' "1 eventos grandes son visibles sobre registros más ruidosos; que j los movimientos terrestres provenientes de sismos pequeños. El grupo de datos es elegido tal que el número de sismos en cada magnitud es aproximadamente constante para evitar la sobre-ponderación de las magnitudes pequeñas, debidó a j sus números grandes. ' \ Múltiples registros sísmicos son analizados, para cada temblor, con interrupciones por distancia desde ¡ el epicentro, la clasificación del sitio del sensor, y dondelsea posible el azimut de la estación en relación a los vectores componentes principales del sismo. Esta última clasificación es únicamente posible para sismos por encima dé M„' 4.0 o similares, para los cuales han sido computados de momento confiables. Para cada registro, la es analizada en los dominios de tiempo y frecuencia, y, ¡los movimientos terrestres máximos provenientes de la onda1 S' ó! de las ondas superficiales son registrados. Las correlaciones son computadas entre los productos de análisis de onda' y los movimientos terrestres máximos, y la mejor correlación/ o una adecuación combinada de las mejores correlaciones, ¦; se utiliza para generar la relación empírica P-a-S j ' " ? La Figura 12 muestra un ejemplo de relación empírica P-a-S, en la cual la aceleración terrestre máxima (PGA, por sus siglas en inglés) está relacionada logarítmica-linealmente a algún parámetro de la onda P. Cada punto1 sobre la gráfica es una observación individual de este parámetro de la onda P y PGA por un sismo histórico. La linea sólida 54 es el mejor ajuste por mínimos cuadrados para estos datos, y las líneas discontinuas 55 son los intervalos de confianza de 95 % de este ajuste. La Figura 12 muestra un ejemplo gráfico de una observación hipotética de este parámetro de onda P que es igual a 10 en algunas unidades arbitrarias. La intersección de la línea vertical 56 con el mejor ajuste y las líneas de confianza de 95 % 54, 55 produce el PGA estimado 57 y los intervalos de confianza del 95 % para el PGA estimado 58.

La elección de cuál parámetro de onda P o combinación de parámetros a utilizar, depende de una variedad de factores, incluyendo la robustez de un parámetro a las variaciones en el mecanismo fuente y la orientación (es decir, un sismo de choque-deslizamiento versus un sismo de empuje versus uno normal) , la velocidad a la cual puede ser realizada una estimación utilizando confiablemente el parámetro, y la capacidad de utilización del parámetro sobre el intervalo de intensidad completo de interés. Al nivel más básico, la elección de parámetros será dominada por cuales parámetros están más positivamente ' correlacionados con el movimiento terrestre máximo, y muestran la menor dispersión, es decir aquellos parámetros para los cuales la incertidumbre en el valor del parámetro produce la menor incertidumbre, én la estimación del movimiento terrestre. Debido a qué un parámetro simple puede no cumplir todos los requerimientos simultáneamente, puede ser utilizada una combinación de parámetros en combinación con un sistema de ponderación que eleva al máximo el beneficio de cada parámetro. Por ejemplo, un parámetro basado en amplitud puede mostrar la menor dispersión para movimientos terrestres pequeños pero saturado para movimientos terrestres muy grandes. En contraste, un parámetro basado en frecuencia puede no sufrir de saturación para movimientos terrestres grandes sino de la baja proporción de señal a ruido para movimientos terrestres más pequeños. Un esquema apropiado en este ejemplo daría más peso al parámetro de amplitud para movimientos terrestres estimados, más pequeños, y más peso al parámetro basado en frecuencia para estimaciones grandes.

Procesamiento de Epicentro local En algunas modalidades, el epicentro de un evento es determinado utilizando datos únicamente provenientes de un subsistema sensor simple 2. En otras modalidades, el epicentro es determinado utilizado una combinación de datos provenientes de los subsistemas sensores locales 2 y de otras estaciones comunicadas sobre una red (vía el subsistema de comunicación 10) .

En algunos sistemas, un sensor simple puede ser utilizado para determinar el epicentro. En el caso de los sensores que consisten en dos ejes horizontales, la amplitud y el signo de los primeros movimientos de la onda P sobre ambos canales, son combinados como componentes ortogonales de un vector, y utilizados para determinar el azimut inverso desde un sensor hacia el epicentro. En una modalidad, son utilizados sensores triaxiales, y la amplitud y el signo del primer movimiento de la onda P sobre el canal vertical es adicionalmente utilizado para determinar el declive de la onda P incidente. Un modelo de velocidad 1-D (unidimensional) de la región es utilizado para convertir el declive medido en distancia epicentral. Esto puede ser realizado en tiempo real con la integración de número de onda de la frecuencia. En una modalidad, el modelo de velocidad es utilizado para generar una tabla de búsqueda previa de conversiones entre el declive medido y la distancia epicentral. Esta técnica puede utilizada sola (es decir, para determinar el epicentro utilizando únicamente un sensor) o puede ser utilizada para aumentar otras técnicas para identificar de manera más precisa la localización del epicentro.

En una modalidad, dos sensores son localizados én el mismo sitio con una distancia y rumbo de linea basál conocidos, y el tiempo de llegada relativo del primer movimiento es utilizado para estimar el azimut inverso vía la ecuación: Donde T es el azimut en radianes, Vp es la velocidad aparente local de la onda P en metros por segundo, d es la distancia de linea de base en metros (20 a 100 metros en la modalidad preferida) y At es el lapso de tiempo' en segundos entre los dos sensores. El azimut inverso medido proveniente de los primeros movimientos de onda P lleva una ambigüedad de 180°, y el azimut inverso proveniente de las diferencias de tiempo de llegada lleva una ambigüedad simétrica aproximadamente al rumbo de la linea basal. Las dos mediciones del azimut inverso son utilizadas para resolver la ambigüedad al seleccionar las ramificaciones de las dos mediciones que están más cercanas en azimut una a la otra. Un modelo de velocidad tridimensional, cuando uno está disponible, se utiliza para generar una tabla de corrección para el azimut inverso debido a la refracción de las ondas sísmicas. Utilizando esta técnica, una estación simple puede ser utilizada la cual tiene dos o más sensores localizados en ella (es decir dentro de 500 metros, tal como dentro de 200 metros, por ejemplo, dentro de 100 metros) para determinar el epicentro - no son requeridas otras estaciones.

La Figura 13 muestra dos localizaciones de sensor (SI y S2), separadas por cierta distancia d (23) que recibe ondas de choque de una fuente distante. Las ondas de choque llegan a los sensores a lo largo de las trayectorias de , rayos 21 y 22. La Figura 14 es una descripción gráfica dé la ecuación utilizada para estimar el azimut descrito anteriormente y muestra la precisión de resolución angular de una correlación cruzada con base en la diferencia de tiémpo de llegada en los dos sensores en la Fig. 13. Esta gráfica ;' ;'i es para dos sensores separados por 100 metros. , ¡ En una modalidad, son construidas celdas de Vorónoi alrededor de todos los sitios operacionales en el EWS, 'yj el conocimiento de que ningún otro sitio ha detectado l;| el movimiento terrestre, es utilizado para localizar la fuente dentro de la celda local de Voronoi. Conforme progresa ' el tiempo y ninguna otra estación reporta disparos, el locu's jde ,1 puntos en el cual puede existir el epicentro es reducido alrededor de la primera estación a disparar. Esto requiebre información constante respecto al estado de salud de la re'd, asi como al estado de todas las estaciones circunvécinas con respecto a que han detectado información es proporcionada subsistema de comunicaciones siempre que el estado de una i o ,j más estaciones cambie. Si se reporta que una estación vecina • -i ha fallado, la celda de Voronoi para la estación inicial es recomputada en tiempo real y el locus de los posibles epicentros es actualizado para reflejar este cambio. , ' i En una modalidad, el componente de procesamiento de epicentro local 46 retiene localmente un mapa de la geología dentro de su celda de Voronoi y las celdas vecinas. Este incluye datos fijos, tales como las localizaciones dé las líneas de falla conocidas y sus peligros sísmicos evaluados, así como los datos variables tales como las localizaciones de todos los sismos recientes dentro de la celda de Voronoi. Estos datos son combinados con los datos de azimut y declive, y con la celda de Voronoi misma, para generar una distribución de probabilidad en dos dimensiones (latitud/longitud) de la probable localización del epicentro. Si una o más estaciones vecinas reportan un evento, esta información es incorporada en la estimación de epicentro local, y es comunicada vía el subsistema de comunicación al resto de la red.

Relación D a S Una relación empírica separada es establecida describiendo la variación del movimiento terrestre máximo con la distancia desde la fuente sísmica. Esta relación empírica está basada en los datos sísmicos provenientes de un gran número de eventos históricos, los cuales son clasificados por región geográfica, profundidad, mecanismo o fuente y cualquier otro parámetro si se encuentra que la relación depende fuertemente de estos parámetros. Si la variación en la relación con estos parámetros es pequeña en comparación a la dispersión en los datos, los eventos son examinados en el agregado para llegar a una relación D-a-S uniforme. El movimiento terrestre máximo es expresado en los mismos términos que para la relación empírica a las ondas P anteriores. La distancia es descrita a partir del hipocentro, el epicentro, el plano de la falla o la traza de la falla superficial. La relación empírica puede tomar cualquier forma funcional, pero debe ser explícitamente finita a una distancia de cero. Esta relación es llamada la relación de D-a-S.

En la modalidad preferida, la relación de D-a-S sigue la forma funcional teórica: PGM = AC donde R es la distancia desde la traza de la falla superficial, Ro es una constante de orden de la longitud de la ruptura, A0 es el límite de deformación elástica de la roca, y M, N, y K son constantes. Los valores de M, N, y K son determinados al mencionar el mismo grupo de datos del movimiento terrestre que se utiliza para la relación P-a-S. Esto genera una familia de curvas que varían de acuerdo a la longitud de ruptura R0- A es la amplitud de un medio elástico puro teórico, el cual es en teoria no limitado en R = 0. Debido a que la roca tiene un limite de deformación elástica, la amplitud final debe ser cambiada de escala por la constante saturación C. Esto produce una solución finita a todas las distancias desde la fuente desde cero hast el infinito.

La Figura 15 muestra gráficamente cómo es utilizada la observación hipotética en la Figura 12 para estimar los movimientos terrestres a todas las distancias de la fuente. Si la estación hipotética utilizada en la Figura 12 se dice que está a una distancia de 3 km desde la fuente, el PGA estimado de la Figura 12 con intervalos de confianza de 95 % se traza gráficamente como un símbolo abierto con barras de error 69 en la Figura 13. La relación D a S es elevada de escala para ajustar el PGA 70 estimado, y las curvas de confianza del 95 % son elevadas de escala para ajustar las barras de error del 95 % en la estimación de PGA 71. Una vez que las curvas son correctamente cambiadas de escala, el movimiento terrestre estimado a cualquier otra distancia puede ser leído a partir de la gráfica. En este ejemplo, él PGA en una estación a 100 km de la fuente 62 es estimada 63 con intervalos de confianza de 95 % 6 .

Corriente de datos a través del subsistema de análisis Con referencia nuevamente a la Figura 11, los datús son convertidos en corriente en tiempo real desde el subsistema sensor 2 y alimentados en la relación P-a-S 45 y al procesamiento de epicentro local 46. Los datos asincrónicos provenientes del susbsistema de comunicación 10 son también alimentados dentro del procesamiento de epicentro local conforme llegan. La relación P-a-S 45 genera ; una distribución de probabilidad de movimiento terrestre máximo inminente en el sitio local 47, y el procesamiento de epicentro local produce una distribución de probabilidad de la localización del epicentro 48. Si la localización del epicentro es ya estimada a partir de datos desde la red, ste dato es pasado desde el subsistema de comunicación 10 y traslapa el resultado del epicentro local, y puede !ser comparado con el resultado local para evaluar las incertidumbres . Estas probabilidades son reportadas al subsistema de comunicación 10 individualmente, y su información es combinada y alimentada en la relación D-a-S 49, la cual produce una curva regional de movimiento terrestre máximo inminente 50. Este dato es también reportado al sistema de comunicación 10.

Las incertidumbres estimadas debido a la relación P-a-S y la estimación del epicentro son propagadas a través de la curva regional a partir de la relación de D-á-S utilizando las metodologías estándares de propagación de errores, gue no son discutidas con detalle en la presente. La incertidumbre total final en la curva regional es pasada al subsistema de comunicación 10.

Subsistema de Comunicación Con referencia nuevamente a . la Figur subsistema de comunicación 10 es responsable provisión de comunicación entre los subsistemas s y entre los subsistemas sensores 2 y el subsi análisis 35.

De este modo, las estimaciones del m terrestre local y regional, y la localización del son pasadas al subsistema de comunicación 10, distribuye las estimaciones como sea necesario a un :,E S local, a una red regional de sitios similares, o a un centro de datos maestro para la redistribución a los' simios regionales. El subsistema de comunicación 10 tamb'ién recibe los datos provenientes de otros sitios similares o de un centro de datos maestro, y pasa los datos cómo "sea necesario al subsistema de análisis 35 paira' ! la incorporación en el análisis local. 1 : i La incertidumbre en las estimaciones de los movimientos terrestres locales y regionales, y en ¡la localización del epicentro, son continuamente registradas y propagadas dentro del subsistema de análisis 35. Las incertidumbres son derivadas de una combinación de ¡la calidad y la consistencia de los datos de entrada provenientes de los subsistemas sensores 2 y el subsistema de comunicación 10, y la incertidumbre inherente dé la relación predeterminada entre las ondas P y los movimientos terrestres 45. Las incertidumbres son pasadas desde el subsistema de análisis 35 al subsistema de comunicación 10, el cual las codifica en un grupo de valores paramétricos para la transmisión sobre una red.

El subsistema de comunicación 10 puede incluir el sistema para enviar y recibir datos (tal como la Ethernet, inalámbrico, etc.), un módulo para autenticar dispositivos con los cuales se realizan las comunicaciones, un sistema para proteger a estas comunicaciones de la interferencia (tal como la codificación), una sistema para asegurar que todas las comunicaciones sean completadas exitosamente (un protocolo), y/o un sistema para detectar errores en los datos comunicados (ECC) .

Representación Probabilística de la Intensidad Estimada El subsistema de comunicación 10 está configurado para comunicar la distribución de probabilidad del epicentro y los movimientos terrestres como una tabla o una función lineal pieza por pieza con un número variante de puntos de datos. Una posible modalidad de la aproximación lineal pieza por pieza es simplemente la transmisión de la probabilidad en · cada punto hasta : la resolución deseada de la función de probabilidad, es depir como una trama de posibilidades. Esto es computacionalmente simple pero costoso de transmitir. En la modalidad preferida, la función de distribución de probabilidad es aproximada como una distribución Gaussiana, y es codificada utilizando dos valores paramétricos ( wmétricas" ) : uno que representa el valor esperado (ev) y un que representa la desviación e la distribución (dev) . En la modalidad preferida, el parámetro ev codifica la media de la distribución, y el parámetro dev codifica la desviación estándar. Otras representaciones son posibles: dev puede codificar : la varianza, la anchura completa a media máxima, el intervalo de confianza de 95 %, o cualquier otra medida de la desviación. En la modalidad preferida, la distribución de probabilidad del movimiento terrestre máximo inminente es aproximada por la función (PGAí-ev)2 2(dev)z donde PGM es expresad en forma lineal o logarítmica.

Otras funciones de probabilidad son posibles. Üna distribución de Cauchy donde ev codifica la localización y dev codifica la escala sigue la forma Una distribución de Laplace con la misma codificación sigue la forma \PGM-ev\ dev 1 P(PGM) = 2(dev) 6 Son también aceptables funciones de distribución no continuas. Por ejemplo, si los movimientos terrestres posibles máximos y mínimos son conocidos (mn y mx) , y la probabilidad de la intensidad de movimiento terrestre sobre este intervalo se juzgada como igual (o no suficiente es conocida para generar una distribución de probabilidad más realista), la función de distribución uniforme aplica: En el caso degenerado, si únicamente un movimiento terrestre máximo estimado es conocido y no está disponible la incertidumbre , la probabilidad se vuelve una función delta de Dirac : oo para PGM = P(PGM) = f O de otro modo en cuyo caso el sistema se comporta de la misma manera que el estado actual de la técnica, es decir, como una advertencia binaria.

Cuando se codifica la localización del epicentro, las mismas funciones de probabilidad son extendidas a dos " ¦ ? dimensiones. En la implementación como una distribución Gaussiana, esto conduce a cuatro devlat y devlon.- Este no es el c distribución Gaussiana multivariada . requiere que dev sea expresado covarianza. En esta implementación, son etiquetados como devlatrlon, devlatflat. Esta forma es expresada las desviaciones a lo largo de los ejes principales más un 10 ángulo de rotación: devlf dev2, y T. Esta última forma es la modalidad preferida. ;, ¡ ¿j Comunicaciones El subsistema de comunicación 10 facilita) la ' ' comunicación sincrónica entre el subsistema de ^5 el EWS más amplio mostrado en la Figura 1. El de comunicación 10 incluye de este modo al menos ! un dispositivo simple para interpretar las advertencias'! de sismos y convertirlas en respuestas apropiadas.: f En 'juna implementación, el EWS más amplio también incluye un, centro 2Q de datos regional que recibe y distribuye datos víaj la Internet a sistemas idénticos que están geográficamente distribuidos en la región de interés. El EWS más amp'lio puede tomar la forma de una red de igual a igual [ de sistemas idénticos sin un sistema de datos 25 Además de implementar los de comunicación entre el sistema local, la red regional y él o los dispositivos de respuesta, el subsistema ; de comunicación 10 es responsable para codificar las estimaciones del movimiento terrestre y la localización ; del epicentro y sus incertidumbres respectivas para la comunicación eficiente sobre la red.

En una modalidad, es emitida una advertencia cuando la intensidad calculada ha alcanzado un cierto umbral. 1 Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (90)

REIVI DICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un método para detectar un evento sísmico, caracterizado porque comprende: detectar una onda primaria de un evento sísmico utilizando al menos un sensor en un sitio de medición; utilizar al menos un parámetro de la onda primaria detectada para determinar una intensidad terrestre máxima estimada en el sitio de medición sin determinar la magnitud del evento sísmico; determinar un epicentro del evento sísmico; y estimar la intensidad del evento sísmico en un sitio especificado utilizando la intensidad terrestre máxima estimada, determinada, y la distancia de la localización especificada desde el epicentro.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además la emisión dé una advertencia si la intensidad del evento sísmico está por arriba de un valor de umbral.

3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la emisión de la advertencia comprende la emisión de la advertencia como una función de probabilidad.

4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la función de probabilidad es codificada utilizando un parámetro que representa el valor esperado y un parámetro que representa la desviación dé la distribución.

5. El método de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la determinación del epicentro comprende el uso de la información obtenida de al menos un sensor y la información obtenida de un sensor en otro sitio de medición, en al menos un sensor y el sensor en otro sitio de medición están conectados por una red de comunicaciones.

6. El método de conformidad con la reivindicación 1, 2, ó 5, caracterizado porque se utiliza al ménós un parámetro de la onda primaria detectada para determinar una intensidad terrestre máxima estimada en el sitio de medición, que comprende el uso de una relación empírica establecida entre al menos un parámetro y el movimiento terrestre máximo para determinar el movimiento terrestre máximo.

7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la relación empírica establecida está basada en datos de sismos previos.

8. El método de conformidad con la reivindicación 1, 2, 5, ó 6, caracterizado porque al menos un parámetro comprende la información de amplitud en el dominio del tiempo o en el dominio espectral.

9. El método de conformidad con la reivindicación 1, 2, 5, 6, u 8, caracterizado porque al menos un sensor comprende un acelerómetro, un sensor de GPS, un sensor de desplazamiento, o un sensor de velocidad.

10. El método de conformidad con la reivindicación 1, 2, 5, 6, 8, ó 9, caracterizado porque la estimación dé la intensidad del evento sísmico en un sitio especificado comprende el uso de una relación empírica establecida entre la intensidad terrestre máxima y la distancia del sitio especificado desde el epicentro.

11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la relación empírica establecida está basada en los datos de sismos previos.

12. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la relación empírica comprende: PGM = A > C donde R es la distancia desde la traza de la' falla superficial, R0 es una constante de orden de longitud de la ruptura, Ao es el límite de deformación elástica de la roca, y M, N, y K son constantes.

13. El método de conformidad con la reivindicación 10, 11, ó 12, caracterizado porque la relación empírica puede ser trazada gráficamente como una curva del decaimiento' del movimiento terrestre máximo sobre la distancia desde el epicentro.

1 . El método de conformidad con la reivindicación 1, 2, 5, 6, 8, 9, ó 10, caracterizado porque la detección de una onda primaria de un evento sísmico utilizando al menos un 0 sensor comprende el uso de un primer sensor para obtener una primera señal y un segundo sensor para obtener una segunda señal, correlacionando la primera y segunda señales, y determinando que la primera y segunda señales corresponden a una onda primaria de un evento sísmico únicamente, si la 5 correlación cumple un valor de umbral establecido.

15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la correlación de la primera y segunda señales comprenden comparar la magnitud, los vectores de dirección, o el tiempo de llegada.

° 16. Un sistema para la detectar un evento sísmico, caracterizado porque comprende: al menos dos sensores configurados para detectar una onda primaria de un evento sísmico; un controlador, el controlador está configurado 5 para: utilizar al menos un parámetro de la onda primaria detectada para determinar una intensidad terrestre máxima estimada sin determinar la magnitud del evento sísmico; determinar un epicentro del evento sísmico; y estimar la intensidad del evento sísmico en un sitio especificado utilizando la intensidad terrestre máxima estimada, determinada, y la distancia del sitio especificado desde el epicentro.

17. El sistema de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el controlador está además configurado para emitir una advertencia si la intensidad del evento sísmico está por arriba de un valor de umbral .

18. El sistema de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el controlador está configurado para emitir la advertencia como una función de probabilidad.

19. El sistema de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la función de probabilidad es codificada utilizando un parámetro 'que representa el valor esperado y un parámetro que representa la desviación de la distribución.

20. El sistema de conformidad con la reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque al menos dos sensores están en sitios de medición separados, los sitios de medición están conectados por una red de comunicación.

21. El sistema de conformidad con la reivindicación 16, 17, ó 20, caracterizado porque el controlador está configurado para usar al menos un parámetro de la onda primaria detectada, para determinar una intensidad terrestre máxima estimada en el sitio de medición, mediante el uso de una relación empírica establecida entre al menos un parámetro y el movimiento terrestre máximo para determinar el movimiento terrestre máximo.

22. El sistema de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la relación empírica establecida está basada en datos de sismos previos.

23. El sistema de conformidad con la reivindicación 16, 17, 20, ó 21, caracterizado porque al menos un parámetro comprende la información de amplitud eñ el dominio del tiempo o el dominio espectral.

24. El sistema de conformidad con la reivindicación 16, 17, 20, 21, ó 23, caracterizado porque al menos uno de al menos dos sensores es un acelerómetro, un sensor de GPS, un sensor de desplazamiento, o un sensor de velocidad .

25. El sistema de conformidad cón la reivindicación 16, 17, 20, 21, 23, o 24, caracterizado porque el controlador es configurado para estimar la intensidad : del evento sísmico en un sitio especificado, mediante el uso de una relación empírica establecida entre la intensidad terrestre máxima y la distancia del sitio especificado desde el epicentro.

26. El sistema de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque la relación empírica establecida está basada en los datos de sismos previos.

27. El sistema de conformidad coni la reivindicación 25 ó 26, caracterizado porque la relación empírica comprende: PGM= A-C donde R es la distancia desde la traza de la falla superficial, Ro es una constante de orden de longitud de la ruptura, AQ es el límite de deformación elástica de la roca, y M, N, y K son constantes.

28. El sistema de conformidad con la reivindicación 25, 26, ó 27, caracterizado porque la relación empírica puede ser trazada gráficamente como una curva del decaimiento del movimiento terrestre máximo sobre la distancia desde el epicentro.

29. El sistema de conformidad con la reivindicación 16, 17, 20, 21, 23, 24, ó 25, caracterizado porque un primer sensor está configurado para obtener una primera señal, y un segundo sensor está configurado para obtener una segunda señal, y en donde un controlador está configurado para correlacionar las primera y segunda señales, y para determinar que la primera y segunda señales corresponden a una onda primaria de un evento sísmico, únicamente si la correlación cumple un valor de umbral establecido.

30. El sistema de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el controlador está configurado para correlacionar la primera y segunda señales por comparación de la magnitud, los vectores de dirección, o el tiempo de llegada.

31. Un método para detectar un evento sísmico, caracterizado porque comprende: detectar una onda primaria de un evento sísmico utilizando al menos dos sensores en un sitio de medición, en donde al menos dos sensores están menos de 500 metros de separación; utilizar al menos un parámetro de la onda primaria detectada para determinar una intensidad terrestre máxima estimada en el sitio de medición; determinar un epicentro del evento sísmico utilizando únicamente al menos dos sensores en el sitio* de medición; y estimar la intensidad del evento sísmico en un sitio especificado utilizando la intensidad terrestre máxima estimada, determinada, y la distancia del sitio especificado desde el epicentro.

32. El método de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque al menos dos sensores están a 200 metros de separación.

33. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque al menos dos sensores están a. 100 metros de separación.

34. El método de conformidad con la reivindicación 31 ó 32, caracterizado porque comprende además la emisión de una advertencia si la intensidad del evento sísmico está por arriba de un valor de umbral.

35. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la emisión de la advertencia comprende la emisión de la advertencia como una función de probabilidad.

36. El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque la función de probabilidad es codificada utilizando un parámetro que representa el valor esperado, y un parámetro que representa la desviación de la distribución.

37. El método de conformidad con la reivindicación 31, 32, ó 34, caracterizado porque al menos dos sensores están conectados por una red de comunicación de linea alámbrica .

38. El método de conformidad con la reivindicación 31, 32, 34, ó 37, caracterizado porque al menos uno dé al menos dos sensores comprende un acelerómetro, un sensor de GPS, un sensor de desplazamiento, o un sensor de velocidad.

.39. El método de conformidad con la reivindicación 31, 32, 34, 37, ó 38, caracterizado porque la detección de una onda primaria de un evento sísmico utilizando al menos un sensor comprende el uso de un primer sensor para obtener una primera señal y un segundo sensor para obtener una segunda señal, correlacionando la primera y segunda señales, y determinando que la primera y segunda señales corresponden a una onda primaria de un evento sísmico únicamente, si la correlación cumple un valor de umbral establecido.

40. El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque la correlación de la primera y segunda señales comprenden comparar la magnitud, los vectores de dirección, o el tiempo de llegada.

41. El método de conformidad con la reivindicación 31, 32, 34, 37, 38, ó 39, caracterizado porque al menos dos sensores son idénticos.

42. El método de conformidad con la reivindicación 31, 32, 34, 37, 38, 39, ó 41, caracterizado porque la determinación del epicentro comprende determinar el epicentro como una función de densidad de probabilidad en latitud y longitud.

43. El método de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado porque la función de densidad de probabilidad es codificada utilizando un parámetro que representa el valor esperado en latitud y longitud, la desviación a lo largo de dos ejes primarios, y un ángulo de rotación.

44. El método de conformidad con la reivindicación 42 ó 43, caracterizado porque la función de densidad de probabilidad es determinada utilizando la información de azimut y de declive.

45. El método de conformidad con la reivindicación 42, 43, ó 44, caracterizado porque comprende además ajusfar la función de densidad de probabilidad utilizando: la información previa respecto a la geología local, a la geometría de otros sitios de medición en la región, y: el estado en tiempo real de otros sitios de medición.

46. Un sistema para la detectar un evento sísmico, caracterizado porque comprende: al menos dos sensores configurados para deteqtar una onda primaria de un evento sísmico, en donde al menos tdos sensores están a menos de 500 metros de separación; un controlador, el controlador está configurado para : utilizar al menos un parámetro de la onda primaria detectada para determinar una intensidad terrestre máxima, estimada; determinar un epicentro del evento sísmico utilizando únicamente al menos dos sensores en el sitió de medición; y estimar la intensidad del evento sísmico en un sitio especificado utilizando la intensidad terrestre máxima, estimada, determinada y la distancia del sitio especificado desde el epicentro.

47. El sistema de conformidad con la reivindicación 46, caracterizado porque al menos dos sensores están a menos de 200 metros de separación.

48. El sistema de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque al menos dos sensores están a menos de 100 metros de separación.

49. El sistema de conformidad con la reivindicación 46 ó 47, caracterizado porque el controládor está además configurado para emitir una advertencia si la intensidad del evento sísmico está por arriba de un valor de umbral .

50. El sistema de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque el controládor está configurado para emitir la advertencia como una función de probabilidad .

51. El sistema de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque la función de probabilidad es codificada utilizando un parámetro que representa el valor esperado y un parámetro que representa la desviación de la distribución.

52. El sistema de conformidad con la reivindicación 46, 47, ó 49, caracterizado porque al menos dos sensores están conectados por una red de comunicación de linea alámbrica.

53. El sistema de conformidad con la reivindicación 46, 47, 49, ó 52, caracterizado porque al menos uno de al menos dos sensores comprende un acelerómetro, un sensor de GPS, un sensor de desplazamiento, o un sensor de velocidad.

54. El sistema de conformidad con la reivindicación 46, 47, 49, 52, ó 53, caracterizado porqué un primer sensor está configurado para obtener una primera señal, y un segundo sensor está configurado para obtener una segunda señal, y en donde un controlador está configurado para correlacionar las primera y segunda señales, y para determinar que la primera y segunda señales corresponden a una onda primaria de un evento sísmico, únicamente si la correlación cumple un valor de umbral establecido.

55. El sistema de conformidad con la reivindicación 54, caracterizado porque la correlación de la primera y segunda señales comprenden comparar la magnitud, los vectores de dirección, o el tiempo de llegada. i

56. El sistema de conformidad con la reivindicación 46, 47, 49, 52, 53, ó 54, caracterizado porque al menos dos sensores son idénticos.

57. El sistema de conformidad con la reivindicación 46, 47, 49, 52, 53, 54, ó 56, caracterizado porque el controlador está configurado para determinar el epicentro por la determinación del epicentro como una función de densidad de probabilidad en latitud y longitud. !

58. El sistema de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque la función' de densidad de probabilidad es codificada utilizando un parámetro que representa el valor esperado en latitud en longitud, la desviación a lo largo de dos ejes primarios, y un ángulo de rotación.

59. El sistema de conformidad con, la reivindicación 57 ó 58, caracterizado porque la función de densidad de probabilidad es determinada utilizando la información de azimut y declive.

60. El sistema de conformidad con la reivindicación 57, 58, ó 59, caracterizado porque el controlador es además configurado para ajustar la función de densidad de probabilidad utilizando la información previa respecto a la geología local, a la geometría de otros sitios de medición en la región, y al estado en tiempo real de otros sitios de medición.

61. Un método para detectar una onda primaria de un evento sísmico, caracterizado porque comprende: obtener una primera señal de vibración terrestre desde un primer sensor en un primer sitio; obtener una segunda señal de vibración terrestre desde un segundo sensor en un segundo sitio, el segundo sitio está dentro de 500 metros del primer sitio; correlacionar la primera y segunda señales; y únicamente si la correlación de la primera y segunda señales cumple un umbral establecido, se utiliza al menos un parámetro de la primera señal o la segunda señal para estimar la intensidad de un evento sísmico.

62. El método de conformidad con la reivindicación 61, caracterizado porque al menos uno del primer sensor o el segundo sensor es un acelerómetro, un sensor de velocidad, o un sensor de desplazamiento.

63. El método de conformidad con la reivindicación 61 ó 62, caracterizado porque la correlación de la primera y segunda señales comprende computar la diferencia en vectores de dirección de la primera y segunda señales, y en donde el cumplimiento del umbral establecido comprende que es menor que una diferencia establecida.

64. El método de conformidad con la reivindicación 61 ó 62, caracterizado porque la correlación de la primera y segunda señales comprende computar un pico de correlación cruzada de las primera y segunda señales, y en donde el cumplimiento del umbral establecido comprende que es : por debajo de un valor establecido.

65. El método de conformidad con la reivindicación 61 ó 62, caracterizado porque la correlación de la primera y segunda señales comprende computar un lapso de tiempo entre la primera y segunda señales, y en donde el cumplimiento del umbral establecido comprende menos que una diferencia establecida .

66. El método de conformidad con la reivindicación 61 ó 62, caracterizado porque comprende computar una diferencia en magnitud de la primera y segunda señales,, y en donde el cumplimiento del umbral establecido comprendé que es menor que una diferencia establecida.

67. El método de conformidad con la reivindicación 61, 62, 63, 64, 65, ó 66, caracterizado porque comprende además la obtención de la primera y segunda señales a una velocidad de muestreo mayor de 100 Hz.

68. El método de conformidad con la reivindicación 67, caracterizado porque la velocidad de muestreo es superior a 200 HZ.

69. El método de conformidad con la reivindicación 68, caracterizado porque la velocidad de muestréo es de al menos 800 HZ.

70. El método de conformidad con la reivindicación 61, 62, 63, 64, 65, 66, ó 67, caracterizado porque comprende además la emisión de una advertencia si la intensidad¦ del evento sísmico está por arriba de un valor de umbral.

71. El método de conformidad con la reivindicación 70, caracterizado porque la emisión de la advertencia comprende la emisión de la advertencia como una función de probabilidad.

72. El método de conformidad con la reivindicación 71, caracterizado porque la función de probabilidad es codificada utilizando un parámetro que representa el valor esperado y un parámetro que representa la desviación dé la distribución.

73. El método de conformidad con la reivindicación 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, ó 70, caracterizado porque los pasos de obtención y correlación son repetidos continuamente en tiempo real.

74. El método de conformidad con la reivindicación 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 70, ó 73, caracterizado porque al menos dos sensores están a menos de 200 metros de separación.

75. El método de conformidad con la reivindicación 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 70, 73, ó 75, caracterizado porque al menos dos sensores están a menos de 100 metros de separación.

76. Un sistema para detectar un evento sísmico, caracterizado porque comprende: un primer sensor en un primer sitio, el primer sensor está configurado para obtener una primera señal de vibración terrestre; un segundo sensor en un segundo sitio, el segundo sitio está dentro de 500 metros del primer sitio y está configurado para obtener una segunda señal de vibración terrestre; y un controlador, el controlador está configurado para : correlacionar la primera y segunda señales; y únicamente si la correlación de la primera y segunda señales cumple un umbral establecido, se utiliza al menos un parámetro de la primera señal o la segunda señal para estimar la intensidad de un evento sísmico.

77. El sistema de conformidad con la reivindicación 76, caracterizado porque al menos uno del primero o segundo sensores es un acelerómetro, un sensor de velocidad, o sensor de desplazamiento.

78. El sistema de conformidad con la reivindicación 76 ó 77, caracterizado porque el controlador está configurado para correlacionar la primera y segunda señales por el computo de la diferencia en los vectores de dirección de la primera y segunda señales, y en donde el cumplimiento del umbral establecido comprende que es menor que una diferencia establecida.

79. El sistema de conformidad con la reivindicación 76 ó 77, caracterizado porque el controládor está configurado para correlacionar las primera y segunda señales por el computo de un pico de correlación cruzada de las primera y segunda señales, y en donde el cumplimiento del umbral establecido comprende que está por debajo de un valor establecido .

80. El sistema de conformidad con ; la reivindicación 76 ó 77, caracterizado porque el controládor está configurado para correlacionar las primera y segunda señales por el computo de un lapso de tiempo entre la primera y segunda señales, y en donde el cumplimiento del umbral establecido comprende que es menor que una diferencia establecida.

81. El sistema de conformidad con ¦ la reivindicación 76 ó 77, caracterizado porque el controládor está configurado para correlacionar las primera y segunda señales por el computo de una diferencia en magnitud de la primera y segunda señales, y en donde el cumplimiento del umbral establecido comprende que es menor que una diferencia establecida .

82. El sistema de conformidad con la ^vindicación 76, 77, 78, 79, 80, 6 Si, caracterizado porque el primero y segundo sensores están configurados para obtener las primera y segunda señales a una velocidad de muestreo superior a 100 Hz.

83. El sistema de conformidad con la reivindicación 82, caracterizado porque la velocidad1 de muestreo es superior a 200 HZ.

84. El sistema de conformidad con , la reivindicación 83, caracterizado porque la velocidad de muestreo es de al menos de 800 HZ.

85. El sistema de conformidad con la reivindicación 76, 77, 78, 79, 80, 81, u 82, caracterizado porque el controlador es además configurado para emitir una advertencia si la intensidad del evento sísmico está : por arriba de un valor de umbral.

86. El sistema de conformidad con ¦ la reivindicación 85, caracterizado porque el controlador está configurado para emitir la advertencia como una función de probabilidad.

87. El sistema de conformidad cbn la reivindicación 86, caracterizado porque la función de probabilidad es codificada utilizando un parámetro que representa el valor esperado y un parámetro que representa la desviación de la distribución.

88. El sistema de conformidad con la reivindicación 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, u : 85, caracterizado porque los sensores son configurados para repetir los pasos de obtención en tiempo real y , el controlador está configurado para repetir el paso de correlación en tiempo real.

89. El sistema de conformidad con la reivindicación 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 85, u 88, caracterizado porque al menos dos sensores están a menos de 200 metros de separación.

90. El sistema de conformidad con la reivindicación 89, caracterizado porque al menos dos sensores están a menos de 100 metros de separación.