[發(fā)明專利]一種建筑物地震預警系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810069944.9
• 申請日: 2008-07-08
• 公開（公告）號: CN101625416A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發(fā)明（設計）人: 石小波;張紅川;徐革;何勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: G01V1/16
• 分類號: G01V1/16;G08B21/10
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司
• 代理人: 張愛云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于物理儀器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種建筑物地震預警系統(tǒng)。

背景技術(shù)

我國處在環(huán)太平洋地展帶和歐亞地震帶之間，是世界上地震災害最嚴重的國家之一。根據(jù)國家地震局公布的測量結(jié)果，我國在20世紀共發(fā)生5級以上破壞性地震3000多次，平均每年達到30余次。

地震波引起建筑物破壞主要是通過地震力的作用，地震波分為三種，即縱波(P波)、橫波(S波)、和面波。縱波(P波)其能量比較小，傳播速度最快；橫波(S波)破壞性較強，前進速度只是縱波(P波)的60％；面波主要在地表傳播，能量最大，對筑物破壞最為強烈，但面波比縱波(P波)和橫波(S波)傳播速度要慢很多。各種地震波的傳播速度和破壞能力的差異，為做出地震預警帶來了可能。

縱波地震力使建筑物上下顛簸，破壞力相對較小，主要是引起建筑物的縱向結(jié)構(gòu)松動。隨后橫波地震力再使建筑物發(fā)生水平晃動，當慣性和地震力超過建筑物的承載力時，在幾秒鐘內(nèi)就能使建筑物遭受破壞。由于縱波的傳播速度比橫波快，所以人們在遭遇地震時總是感覺到“先顛后晃″。

目前，日本、土耳其、美國加州部分地區(qū)、墨西哥和我國臺灣省都已相繼建立了地震預警系統(tǒng)，一些系統(tǒng)也已經(jīng)過地震考驗，并積累了經(jīng)驗。尤其是日本，很早以前就將地震預警系統(tǒng)運用在新干線的安全管理方面。中國目前還沒有建立起這套預警系統(tǒng)。

目前地震預警理論分為兩種，一種是異地震前預警系統(tǒng)，即將地震計安置在震源區(qū)，以此對更遠距離的震災區(qū)進行預警。另一種是現(xiàn)地地震預警系統(tǒng)，即在本地，通過先到的P波初始據(jù)確定震源參數(shù)，從而預警S波和面波到達本地后的地面破壞情況。地震預警系統(tǒng)由地震監(jiān)測系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡傳輸通訊系統(tǒng)、中央處理控制系統(tǒng)和對用戶的警報系統(tǒng)4個部分組成。

日本氣象廳所建構(gòu)的地震速報系統(tǒng)EEW(Earthquake?Early?Warning)已經(jīng)在2007年10月上線，推廣到全日本境內(nèi)。藉由EEW的預警，可以讓高速行駛的火車提早減速，避免出軌意外的發(fā)生；或是讓運轉(zhuǎn)中的電梯及早停在接近的樓層，然后把門打開，避免人員受困。雖然只是短短幾秒鐘的時間，卻顯得異常珍貴。目前日本的民眾已經(jīng)可以利用簡單的電子設備或手機，接收到實時的地震預警。EEW之所以能夠發(fā)出預警，主要必須歸功于日本境內(nèi)密集分布的地震測站(大約每二十公里一座)，以及計算機能夠迅速計算出地震發(fā)生地點與震波傳播方向的成就。地震發(fā)生時，最早自震源所傳出的P波，會以每秒大約七公里的速度前進；同時間傳出的S波，則是以每秒大約四公里的速度前進。S波前進的速度雖慢，但其震幅卻往往是P波的三至十倍，危害甚巨。因此EEW便是根據(jù)較早到達的P波計算地震參數(shù)，然后針對S波的到達提出預警，以避免較大的災禍發(fā)生。

但是該系統(tǒng)非常復雜，采用遠程無線通信傳輸受地震發(fā)生時產(chǎn)生的電磁波干擾很大，影響報警信號的準確傳輸，如果地震損壞通信設備，信號根本無法傳輸出去。該系統(tǒng)采用綜合網(wǎng)絡數(shù)據(jù)運算后發(fā)出報警耽誤了寶貴的預警時間。另外，該系統(tǒng)報警終端選擇的是電視、收音機等手段，面向服務的人群有限，大量工作的人們在建筑物里工作，根本沒辦法看到或收到報警信號。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種建筑物地震預警系統(tǒng)，該系統(tǒng)的微加速度傳感器固定在建筑相關(guān)位置，當建筑發(fā)生晃動或振動時，微加速度傳感器也會相應發(fā)生振動或晃動，通過數(shù)據(jù)采集終端將獲得的加速度傳感器的加速度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成位移數(shù)據(jù)，如果監(jiān)測到有地震的縱波傳來，然后將這些位移數(shù)據(jù)通過GSM無線網(wǎng)絡傳輸短信方式發(fā)送到監(jiān)控主站中或其它地方的地震報警系統(tǒng)，聲光報警系統(tǒng)啟動。

胡錦濤主席在2008年6月23日舉行的中國科學院第十四次、中國工程院第九次院士大會上強調(diào)要抓好自然災害預測預報的技術(shù)研究，加強自然災害監(jiān)測和預警能力建設，構(gòu)建自然災害立體監(jiān)測體系。本系統(tǒng)根據(jù)不同距離能夠為人們逃生或采取緊急措施贏得寶貴的幾秒到幾十秒的時間，在國內(nèi)外缺乏提前預報地震的技術(shù)能力的情況下，只要能在地震搖晃發(fā)生后迅即發(fā)布地震預警或報警，就能為震中之外地方的人們贏得些許寶貴的逃生時間，也就能在一定程度上降低地震的損害程度。特別是在晚上發(fā)生地震時候，從睡夢中把人們驚醒并進行逃生是很有必要的。