[發明專利]基于相似度比較和/或時差分析的地震警報系統

有效

• 申請號: 201210079284.9
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN103323873B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 張登科
• 申請（專利權）人: 張登科
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種綜合地震警報系統，具體說涉及一種將多個震動感應裝置按不同關聯區域以一定冗余度安裝，并在控制中心對各所述震動感應裝置同時段內采集的數據進行相似度比較和時差分析以判斷地震是否發生，然后將警報信號發送給警報信號發生裝置的地震警報系統。

背景技術

地震不僅給人類社會造成巨大的損失，也給人們留下揮之不去的心理陰影。大量事實表明，在地震來臨之時，及時準確地發出警報信號有著重要的意義。但是，警報器的靈敏度、抗干擾性能、使用成本成為制約地震警報器廣泛應用的關鍵因素。

目前，一般的地震警報器都能很好地解決靈敏度的問題，但是并沒有很好地解決抗干擾和降低成本的問題。抗干擾方面一般采用的是信號識別和多個警報器聯網報警的方法，這些方法能較好地解決一般干擾問題。但是，目前采用的聯網報警僅限于利用統計門限的層次，并沒有充分利用地震波的特點來提高抗干擾性能。而這種系統設計既不利于降低制造成本，也引入了漏報的可能。

本發明旨在對此提供一種可行的方案，解決上述問題，使地震警報系統能夠更好、更廣泛地發揮作用。

發明內容

本發明所解決的技術問題是提供一種基于相似度比較與時差分析的綜合地震警報系統，這種系統既能抗干擾，又防止漏報，還能降低使用成本。其基本原理是：首先，充分利用地震波的特點和信號特征來提高系統抗干擾性能。這里主要用到的一個特點是發生地震時，在相鄰的較大范圍內，不同地點同時收到具有相近特征的地震波信號。第二，在同一地點安裝多個性能一致或相近的震動感應裝置，以冗余的設計防止因個別感應裝置故障而造成整個系統出現漏報的錯誤。這里，同一地點的各震動感應裝置應該是震動關聯的，即無論是地震波還是其他震動波，各震動感應裝置之間收到的震動波信號具有較大相關性。第三，根據震動到達各個感應裝置的時間差大致確定震源的方位，若震源在地表則不是地震波，若震源在地下較大距離處則可能是地震波。最后，通過合理的系統結構設計來實現系統的管理維護，確保系統正常運轉；同時通過警報信號的廣播共享降低系統成本。

本發明的技術方案如下：

將系統待安裝區域按照震動傳播的關聯程度劃分為若干個子區域。待安裝區域在有效通信范圍內越大越好，但實際上不需要太大，選取原則是在所選區域上能劃分出足夠數量符合標準的震動不關聯子區域。所謂震動不關聯是指依據地理位置不同，由相互距離及連接介質因素，造成在各區域發生的震動由于傳播衰減不易到達其他區域的現象。例如，若系統待安裝區域有多座相互隔開的大樓，顯而易見，其中某大樓內部發生的震動就很難傳播到其他大樓里，因此，這幾棟大樓就可以各劃分為一個子區域。當然這里不考慮聲波，因為聲波與地震波特征差異較大，容易通過信號處理的辦法排除。而如果系統待安裝區域僅限于同一座大樓內，則不同的樓層可以認為震動關聯度較小；而同一樓層相距較遠的房間可以認為震動關聯度較小；同一房間相對的兩面墻可以認為震動關聯度較小。當然，實際的震動關聯度可以通過震動測試來進行測量。

在選定的子區域內選擇若干個震動關聯程度大的位置。比如，在同一面墻上相近的兩個位置各安裝一個震動感應裝置，則兩個感應裝置接收到的震動信號應該具有很大相關性。因此，在靈敏度相同并且忽略兩者間傳播衰減的情況下，這兩個感應裝置要么都接收到感應信號，要么都沒有接收到感應信號。若出現一個接收到較大信號而另一個沒有接收到信號的情況，則說明其中之一出現了故障，但仍應該判定為測到震動。這跟信道編碼中的冗余糾錯有一定的相似性，冗余度的大小決定了檢錯和糾錯的能力。因此，同一子區域震動關聯感應裝置的數量也關系到系統防漏報的能力。

按照上述區域劃分，所述基于相似度比較與冗余糾錯的綜合地震警報系統的設計方案為：

在選定的各個震動不關聯子區域安裝震動感應裝置，每個子區域可以安裝一個到多個震動感應裝置。若某子區域安裝兩個以上震動感應裝置，則該子區域具有糾錯即防漏報功能。各震動感應裝置通過有線或無線通信方式連接到控制中心。所述控制中心一般安置在整個區域靠近中心的位置，通過有線或無線通信方式連接到一個或多個警報信號發生裝置。

所述控制中心將各個震動感應裝置進行分組，每個子區域內的震動感應裝置劃分為一組。每隔一定時間間隔，所述控制中心向各個震動感應裝置發送時間校準信息，并且依次查詢各個震動感應裝置的運行情況，判斷其是否仍在正常工作。若發現震動感應裝置未正常運行，則對此震動感應裝置進行標識，并發出設備故障告警信息，通知維護人員進行修理。