内容简介

本书以作者及其科技团队在地震预警与烈度速报领域开展的相关研究工作为主线，结合作者作为总设计师、投资近20亿元的 “国家地震烈度速报与预警工程”项目建议书及科研报告的编写，理论结合实际，以理论分析和大量的实例介绍，系统讲述了技术系统与台网设计、台网运维监控、观测数据的实时仿真、地震信号识别、预警连续定位、预警震级测定、预警信息发布与更新、 大震破裂实时分析、远场大震预警、仪器烈度速报、地震参数自动速报以及技术系统集成与仿真模拟等内容。特别是近几年取得的一些重要进展，如实时分析大震破裂过程、远场大震预警和高铁预警等在书中也做了详细介绍。

作者简介

金星，曾任福建省地震局局长，二级研究员，从事地震预警和烈度速报相关领域研究 20 多年，1993 年享受国务院政府特殊津贴，1998 年被评为国家人事部有突出贡献的中青年专家，2000 年入选百千万人才工程；获中国地震局防震减灾优秀成果奖一等奖一次，二等奖三次，培养博士、硕士研究生 40 余名；是首批中国地震局地震预警团队负责人和“国家地震烈度速报与预警工程”总设计师。

全书共分16章，第1~6章主要阐述地震预警和烈度速报技术系统的基础理论知识和实用技术，第7~14章主要按照在线处理的时间进程，介绍地震预警和烈度速报等关键处理方法和技术。在了解地震预警和烈度速报相关技术后，第15章主要介绍技术系统集成和技术系统的仿真模拟，升华对第2章的认识，第16章主要是对试运行期间面临的重要问题进行研究总结并展望未来的发展。全书主要的内容简述如下。

图 1.8　地震预警与烈度速报系统研发的四大软件与三大平台架构图

第1章，主要介绍地震预警和烈度速报国内外发展动态，主要的技术特色和可借鉴的经验；第2章，以《国家烈度速报与预警工程》为蓝本，介绍我国地震预警与雷度速报的总体目标、设计思路和技术系统总体方案，对中外技术方案进行了比对分析；第3章，重点介绍了我国新一代地震观测台网设计思路，为实现地震监测预警和烈度速报功能的站点空间布局、传感器的选型等问题，提出了相应的能力评价体系，对中日台网布局方案做了比较分析；第4章，主要介绍地震观测数据的实时仿真技术，利用这一技技术得以实现速度计、加速度计、烈度计等多种观测资源的融合，加工产出多种服务产品，在地震监测、地震预警、地震工程等领域都有广泛应用；第5章，主要介绍利用台站噪声、气枪震源、人工智能等新方法新技术加强对台网运维中异常台站的实时认别、异常诊断以及评估观测数据质量；第6章，主要介绍通过走时和偏振识别P波和S波以及P波组和S波组的方法和技术，重点介绍了利用人工智能技术可大幅提升对S波识别的准确率。

图2.1　全国 7.0 级以上地震分布

第7章，主要介绍利用单台、双台、三台、四台触发P到时信息以及未触发台站的信息，连续定位，逐步减少震中区域最终得到定位结果的方法和技术，讨论了信息不完备和台网布局等对定位结果的影响；第8章，主要介绍实时测定地震预警震级的方法和技术，强调了要充分利用多网融合的近场观测优势，实时计算ML和烈度震级，说明了地区性量规函数和台站校正值对于尽量测准震级的重要性；第9章，主要介绍了预警信息发布的判断流程、发布标准、发布内容及更新机制，重点讨论了如何计算预警时间和预测城市烈度，以及相关信息的更新技术；第10章，主要讨论如何根据震中附近强地面运动的实时观测波形，利用地震波能量时空分布特征和大震多普勒效应，通过寻找地下断层破裂在地表的投影区域，在震后20-60秒内实时测定大震破裂方向、破裂方式和破裂长度，以便为预警系统修正烈度预测和为烈度速报提供震源模型；第11章，讨论了近场强震预警系统和远场大震预警系统的差别，分析了为何远场大震会造成城市高楼产生强烈震感的原因。以预测城市高楼震感和预警时间为目标，介绍了远场大震预警的技术思路和关键环节；第12章，主要介绍了美日两国有关仪器烈度的研究进展和相关技术标准，重点讨论了借鉴美日两国的思路，我国所制订的两套仪器烈度技术标准和计算方法，讨论了如何根据场地校正技术计算插值烈度等问题。探索如何根据中小地震的仪器烈度衰减关系和大震破裂模型构建大震仪器烈度的衰减模型；第13章，主要讨论了1min以上的地震参数的自动速报如何科学、准确、规范地测定地震震级，探讨了测定震级的科学基础以及如何对外发布震级的问题，讨论了自动速报震级的技术方案；第14章，作为行业应用的重要领域探讨了如何建立我国高铁地震预警系统的问题，从高铁安全运行的地震风险评估，国家预警系统与高铁预警系统的技术对接以及关键技术环节，提出了构建新一代高铁预警技术系统的技术架构，对台湾海峡6.2级地震对福建沿海高铁的影响进行分析评估。

图 2.13　中国地震烈度速报精度分布

第15章，重点讨论了整个技术系统的集成和仿真模拟问题，这对于保障技术系统的数据互联互通、信息资源共享、高效可靠的运转以及上线软件的质量都是十分重要的；第16章，重点总结了地震预警和烈度速报存在的6个主要问题并从5个方面展望了未来的发展方向。

本文节选自《地震预警与烈度速报——理论与实践》

本书/本文编辑：焦 健

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