[發(fā)明專利]基于數(shù)據(jù)融合的現(xiàn)地預(yù)警裝置及其使用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110462281.2
• 申請(qǐng)日: 2021-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113112761A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭朝勇;楊建思;陳安富;鄭鈺;徐志強(qiáng);谷紅巖;趙明遠(yuǎn);姜旭東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地震局地球物理研究所;北京藝錦科技有限公司
• 主分類號(hào): G08B21/10
• 分類號(hào): G08B21/10;G01V1/00;G01S19/25
• 代理公司: 北京卓愛(ài)普專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11920
• 代理人: 王玉松

本發(fā)明涉及一種基于數(shù)據(jù)融合的現(xiàn)地預(yù)警裝置，包括：數(shù)據(jù)采集單元：用于采集加速度數(shù)據(jù)；主處理器：配置有用于與其他節(jié)點(diǎn)之間確定自組網(wǎng)絡(luò)模式的自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)解算算法模塊；協(xié)處理器：配置有與自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)解算算法模塊通信的用于處理加速度數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的多觀測(cè)手段數(shù)據(jù)融合算法模塊；該裝置的使用方法包括信號(hào)采集步驟、信號(hào)處理步驟和信號(hào)輸出步驟。該裝置通過(guò)多臺(tái)裝置之間自組網(wǎng)和數(shù)據(jù)融合功能，具備地震識(shí)別、烈度計(jì)算、預(yù)警發(fā)布、交互通信能力，提高地震預(yù)警的可靠性，最大程度消除地震預(yù)警中漏報(bào)和誤報(bào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地震預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及一種基于數(shù)據(jù)融 合的現(xiàn)地預(yù)警裝置及其使用方法。

背景技術(shù)

地震是一種破壞性極強(qiáng)的自然災(zāi)害，尤其是破壞性地震，不僅會(huì) 造成大面積房屋倒塌、人畜傷亡和交通阻斷，還時(shí)常誘發(fā)海嘯、泥石 流、滑坡等一系列次生災(zāi)害，給人類社會(huì)造成了難以抵御的沖擊，嚴(yán) 重危害人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。地震發(fā)生時(shí)，震源區(qū)介質(zhì)發(fā)生急速的 破裂和運(yùn)動(dòng)形成一個(gè)波源。由于地球介質(zhì)的連續(xù)性，這種波動(dòng)就向地 球內(nèi)部及表層各處傳播開(kāi)去，形成了連續(xù)介質(zhì)中的彈性波。地震預(yù)警 系統(tǒng)的工作原理就在于可以預(yù)先探測(cè)到地震發(fā)生最初時(shí)傳播出來(lái)的震 動(dòng)較弱的地震波(縱波或P波)，而破壞性的地震波(橫波或S波) 由于傳播速度相對(duì)較慢則會(huì)延后到達(dá)地表。

現(xiàn)地地震預(yù)警技術(shù)通過(guò)在預(yù)警目標(biāo)區(qū)域布設(shè)一定數(shù)量的地震監(jiān)測(cè) 儀器，利用在地震發(fā)生后，地震縱波先到達(dá)預(yù)設(shè)預(yù)警目標(biāo)區(qū)域，而橫 波隨后再到達(dá)的原理進(jìn)行預(yù)警。通過(guò)現(xiàn)地地震預(yù)警技術(shù)可以達(dá)到在極 震區(qū)給出預(yù)警信號(hào)，同時(shí)由于只需要在預(yù)警目標(biāo)區(qū)域內(nèi)布設(shè)地震監(jiān)測(cè) 儀器，因此建設(shè)和維護(hù)成本較低。作為一種現(xiàn)地預(yù)警技術(shù)，中國(guó)專利 CN103033844A公開(kāi)了一種地震P波檢測(cè)預(yù)警儀，集地震數(shù)據(jù)采集、 存儲(chǔ)、分析和報(bào)警于一體，單臺(tái)設(shè)備就可實(shí)現(xiàn)地震監(jiān)測(cè)和地震P波預(yù) 警的功能。

但問(wèn)題在于：1、現(xiàn)有的地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由于利用地震橫波與縱波之 間的速度差來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)警算法，因此預(yù)警時(shí)間短；2、缺乏其他信息來(lái)輔 助以實(shí)現(xiàn)對(duì)地震烈度、破壞性地震波達(dá)到時(shí)間等地震信息的估計(jì)，現(xiàn) 有技術(shù)很難可靠地對(duì)預(yù)設(shè)預(yù)警目標(biāo)區(qū)域發(fā)出預(yù)警信息。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種基于 數(shù)據(jù)融合的現(xiàn)地預(yù)警裝置，所述裝置包括：數(shù)據(jù)采集單元：用于采集 加速度數(shù)據(jù)；主處理器：所述主處理器配置有用于與其他節(jié)點(diǎn)之間確 定自組網(wǎng)絡(luò)模式的自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)解算算法模塊；協(xié)處理器：所述協(xié)處理 器配置有與所述自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)解算算法模塊通信的用于處理所述加速度 數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的多觀測(cè)手段數(shù)據(jù)融合算法模塊。

進(jìn)一步地，所述協(xié)處理器還配置有授時(shí)數(shù)據(jù)處理模塊，所述授時(shí) 數(shù)據(jù)處理模塊用于接收并處理來(lái)自GPS/BD閉環(huán)控制授時(shí)單元的授時(shí)數(shù) 據(jù)。

進(jìn)一步地，所述GPS/BD閉環(huán)控制授時(shí)單元由天線、與所述天線連 接的GPS/BD接收機(jī)、與所述協(xié)處理器連接的GPS/BD頻率輸出電路和 可控晶振組成；所述GPS/BD接收機(jī)的信號(hào)輸出端連接所述協(xié)處理器， 所述協(xié)處理器連接所述GPS/BD頻率輸出電路，所述GPS/BD頻率輸出 電路連接所述可控晶振，所述可控晶振連接所述協(xié)處理器。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集單元由三分向加速度傳感器、信號(hào)調(diào)理 電路和三通道數(shù)模轉(zhuǎn)換電路組成，所述三分向加速度傳感器的信號(hào)輸 出端連接所述信號(hào)調(diào)理電路后連接所述三通道數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，所述三 通道數(shù)模轉(zhuǎn)換電路連接所述協(xié)處理器。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括與所述主處理器連接的報(bào)警控制單元， 所述報(bào)警控制單元可以根據(jù)所述主處理器的輸出信號(hào)選擇性報(bào)警。

進(jìn)一步地，所述報(bào)警控制單元由可控光電耦合器、放大器和繼電 器開(kāi)關(guān)組成，所述可控光電耦合器的輸入端連接所述主處理，所述可 控光電耦合器的輸出端連接所述放大器后連接所述繼電器開(kāi)關(guān)。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括與所述主處理器連接的系統(tǒng)監(jiān)控單元， 用來(lái)實(shí)現(xiàn)供電電源檢測(cè)功能、溫度檢測(cè)功能、存儲(chǔ)容量檢測(cè)功能、運(yùn) 行狀態(tài)檢測(cè)功能、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)檢測(cè)功能及授時(shí)狀態(tài)檢測(cè)功能。