中国地震预警延迟时间算法及其对预警盲区的影响研究-论文.pdf

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第37卷第 1期(216-226 ) 度(Cua
et al,2009 ; Satriano et al,2011)。异地预警方法则是针对已知可能发生地震活动的特定区域
进行监测，该区域发生地震后，震中位置明确，因此只需推测地震强度，赶在地震波到达前向
预警区域发送预警信息(M armureanu et al,2011)。混合预警方法是一种特殊的异地预警模
式。因地震不能被准确预报，地震活动区域无法确定，因此，除墨西哥等少数地区因为自身
特有的地理条件采用异地预警方案外，其他地区均采用现地预警方法(Wenzel et al,2014；
Nakamura et al,2011 ； Hsiao et al,2011)。现地预警算法可以快速测出震级和震中，但由于单
个台站波形记录容易受到台站环境影响，因此很少使用。目前,使用较多的是双台法和四台
法,可获取较为准确的地震信息(陈惠芳等， 2015； 杨黎薇等,2018)，因此本文仅对现地预警
进行讨论。
预警盲区一直是地震预警系统中不可避免的难题。预警盲区即震中附近一定区域因检
测地震波、处理数据和信息发布流程中的时间延迟使得预警信息晚于地震波到达该区域 ，以
震源为圆心、以预警所需时间内P波传播的距离为半径画球，球体与地面的割面为预警盲区
(杨陈,2013)。预警盲区直接受预警延迟时间影响，即地震波到达台站的时间与从接收到地
震波形至预警信息发布之间的波形处理 、打包、计算、传播等一系列过程所需时间有关。众
多地震工作者对预警延迟时间进行了研究，Brown等(2011)和Kuyuk等(2014)对加利福尼
亚的地震预警系统(ElarmS )进行研究，对该系统的预警延迟时间进行了分析；Satriaao等
(2011)对伊尔皮尼亚地震台网进行了预警延迟时间分析。通过对预警延迟时间进行分析，
有针对性地进行改进，可以有效减少预警延迟的时间。
本文通过对地震预警系统步骤进行分解,估算得出中国预警延迟时间 ，提出地震波到达
台站所需时间的算法;采用双台法和四台法进行分析，初步估算得出不同方法的延迟时间和
盲区大小;从台站密度和预警系统优化两方面入手，分析2种方法对预警盲区的影响。
1地震预警系统延迟步骤分解
全球预警系统的预警步骤基本一致，即：地震台站检测到地震波，对地震波打包传送；预
警中心接收到数据,对数据进行解压计算，判定震中、震级;将预警信息发出。不同之处在于
震中、震级所运用的计算方法。分析预警系统的各个步骤获得其延迟时间 ,对各延迟时间进
行优化，得出各步骤最优的延迟时间以及未来可优化的步骤方向。
在地震预警中，预警延迟可细分为以下几个时间延迟进行讨论
△如。” =max{ min(Atp + At”)，［ max + AfJ } + At” + (()
其中：min(A”p + At”)为P波到达台站时间Ap p与台站对波形处理时间Aw之和的最小值，
max( APp + Ap r ) + At ”为地震发生到第一次判定地震信息的时间差，At m为预警软件确定预
警结果所需的时间，At』为地震预警信息发布所需时间(表1)。
通过上述分析可得,地震预警时间与台站监测设施的硬件配置、预警软件的优化、网络
传输的速度及接受预警信息的设备配置有关 。218 中国地震 37卷
表1 地震预警延迟步骤分解各延迟参数的解释
延迟参数 下标含义 解释说明 影响因素
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