[發明專利]一種用于手機地震預警的大批量生成手機記錄的地震數據的方法

在審

• 申請號: 202011383122.5
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112649841A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 鄭增威;石利飛;孫霖;趙莎;侯建民;董霖;方毅;劉杰;李石堅;潘綱
• 申請（專利權）人: 浙大城市學院;浙江大學;中國地震臺網中心;每日互動股份有限公司
• 主分類號: G01V1/24
• 分類號: G01V1/24;G01V1/28
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

本發明涉及一種用于手機地震預警的大批量生成手機記錄的地震數據的方法，包括：步驟1、使用振動臺來模擬地震,構造TMAP所需數據集；步驟2、設計TMAP轉換方法。本發明的有益效果是：該方法綜合考慮兩種造成手機記錄地震數據和真實地震數據不一致的因素，并分別構造有限脈沖響應模型和滑移模型來對這些因素進行建模，解釋了地震波到達時，桌子上的智能手機的滑動；對轉換結果可視化后，可看出本發明生成的手機質量數據和手機在地震場景中采集到的數據高度一致。此外通過計算曲線間相似度衡量參數，發現無論在多么劇烈的地震場景下，本發明采用的方法都能生成高度一致的手機質量數據。

技術領域

本發明屬于手機地震預警領域，具體涉及一種用于手機地震預警的大批量生成手機記錄的地震數據的方法。

背景技術

大地震造成許多人員傷亡和財產損失，特別是在人口稠密的城市。地震預警系統(EEW)可以檢測地震并計算地震發生的時間和地點。然后，系統可以向可能受影響的區域發送預警。該系統在減少地震破壞方面起著重要作用。但是由于EEW系統的地震檢測和定位的主要功能需要足夠密集的地震網絡，這需要大量的建設成本，所以只有少數國家能夠建立EEW系統。為了避免這個問題，越來越多的研究使用眾包作為另一種為地震預警的方式。地震捕捉網絡(QCN)(E.S.Cochran,J.F.Lawrence.The Quake-Catcher Network:Citizenscience expanding seismic horizons.Seismol.Res.Lett.,2009,80,26–30)和社區地震網絡(CSN)(R.W.Clayton,T.Heaton,and M.Aivazis.Community seismic network.Annalsof Geophysics,2012,54(6).)是這種方式的代表。他們利用具有內部或外部MEMS加速度計的任何聯網計算機來提供地震信息。由于需要將相關的硬件從網絡運營商傳遞給該系統的用戶，所以這些這些預警系統的規模是有限的。

智能手機已在EEW領域得到了廣泛的應用，這是因為手機的廣泛分布，擁有計算能力和可以測量周圍環境參數的傳感器(Lee,S.,Suh,J.,Choi,Y.Review of smartphoneapplications for geoscience:current status,limitations,and futureperspectives.Earth Science Informatics,2018,11(4),463-486.)。這類預警系統使用信號處理技術和各種機器學習算法來分析地震，以預測并防止地震造成的破壞。加州大學伯克利分校的iShake項目(J.Reilly,S.Dashti,M.Ervasti,J.Bray,S.Glaser,andA.Bayen.Mobile phones as seismologic sensors:Automating data extraction forthe ishake system.Journal of IEEE Transactions on Automation Science andEngineering,2013,10(2).)設計了一種使用了智能手機及其內置傳感器來檢測地面震動的系統架構。該項目進行了振動臺實驗，以證明智能手機傳感器具有檢測地震的能力。MyShake項目(Kong,Q.,Y.-W.Kwony,L.Schreierz,S.Allen,R.Allen,andJ.Strauss.Smartphone-based networks for earthquake detection,2015 15thInternational Conference on Innovations for Community Services(I4CS),IEEE,Nuremberg,Germany,2015)是基于智能手機的全球地震預警系統的一種新形式。該項目為Android和iPhone用戶開發了一個應用程序，用于區分地震和人類活動，然后將相關信息(包括觸發時間，峰值地面加速度(PGA)和GPS位置)上載到中央處理中心(CPC)。CPC使用此信息來檢測地震，并計算地震震級，震中和起始時間。