Отчет о выполнении 1 этапа Государственного контракта № п 1116 от 26 августа 2009 г



страница2/17
Дата31.07.2016
Размер1.18 Mb.
ТипОтчет
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

Введение

В 1993 г., в связи с выявленными нуждами региональных сейсмических сетей, возникла необходимость обновления устаревших программ автоматической обработки сейсмических данных. Многие программы технически устарели, одновременно их поддержание непрерывно росло в цене, появились новые сейсмические датчики, требовавшие визуализации данных в реальном времени. Большая часть тогдашних обрабатывающих систем имела огромное количество препятствий, значительно осложнявших их усовершенствование до нового уровня требований. Эти системы были связаны с продуктами своего производителя, что значительно увеличивало стоимость внедрения нового программного обеспечения, либо вовсе исключало такую возможность.

Автоматический сейсмический мониторинг реального времени всегда был и по-прежнему остается важнейшей и одновременно сложнейшей задачей сейсмологической практики. Его важность определяется такими потребностями, как:

1. Оперативная корректировка карт тектонической активности региона, карт балльности и сотрясаемости;

2. Необходимость принятия экстренных мер и исполнения оперативных мероприятий в зависимости от текущей сейсмической обстановки на основе автоматических уведомлений от системы мониторинга;

3. Автоматическое формирование баз сейсмологических данных, включая наполнение непрерывными волновыми формами, сейсмическими событиями, бюллетенями и прочей сопроводительной информацией;

4. Распределение и обмен информацией с другими сейсмологическими центрами и сетями сбора данных;

5. Автоматическое использование непрерывных данных реального времени других сейсмических сетей для улучшения локации событий.

Режим реального времени выполняет следующие задачи:


  • прием непрерывной сейсмической информации (НСИ) в реальном времени;

  • отображение принимаемой НСИ в реальном времени;

  • накопление НСИ в дисковом кольцевом буфере;

  • автоматический поиск сигналов на фрагментах записи;

  • автоматическое определение типов фаз;

  • ассоциация фаз к событию;

  • определение координат гипоцентра;

  • уведомление оператора об ассоциированных событиях посредством e-mail (с отправкой соответствующих сейсмограмм посредством FTP-протокола);

  • формирование отчетных документов.

Скорость обработки данных реального времени сейчас позволяет мгновенно вычислять десятки расчетных параметров, которые, в свою очередь, при некотором сочетании величин, должны активировать систему предупреждения.

В мировой практике существует два подхода к решению задачи оценки сейсмической опасности. Первый – детерминистский [Hamburger and Kircher, 2000 г.] – применяется довольно давно и часто успешно. Однако с развитием вычислительных мощностей компьютеров сейчас стало возможно применение вероятностного анализа.

По большей части оба подхода схожи – оба требуют определенного набора известных параметров, некоторых расчетных моделей и непосредственно наблюдаемых данных.

Уровень высвобождения сейсмического момента вычисляется по трём категориям входных данных:



  1. Историческая сейсмичность, которая также позволяет извлечь закон распределения магнитуд для слабых землетрясений. Эта категория данных в большом объеме присутствует в районах с повышенной сейсмической активностью;

  2. Величины сдвигов в активных разломах. В сочетании с исторической информацией (сдвиг/землетрясение и повторяемость землетрясений в пределах разлома) позволяет определить закон распределения магнитуд для сильных землетрясений. Также как и в предыдущем, данная категория данных изобилует в районах с повышенной сейсмической активностью;

  3. Геодезическое напряжение на разломах. Основан на анализе рельефа и применим во всех зонах.

Для эффективной оценки сейсмической опасности и последующего сейсмического мониторинга необходим достоверный расчет механизма очага, как для исторических землетрясений, так и для моделируемых, что самое важное – для происходящих в реальном времени. Расчет механизма очага – очень сложная процедура, требующего большого количества входных данных, такие расчеты еще совсем недавно казались, неосуществимы без вмешательства оператора и требовали значительных временных затрат. Однако вычислительные мощности достигли уровня, приемлемого не просто для автоматического расчета всех параметров, но и для их расчета в реальном времени с большим количеством входных данных.

Задача локации сейсмических событий является первой в ряду определения параметров очага. Параметры очага сейсмического события включают координаты эпицентра, глубину, время в очаге как основные, а также дополнительные параметры: магнитуду события, рассчитанную по нескольким методикам и по различным характеристикам сейсмических волн, величину и механизм подвижки в очаге.

Характеристики очага сейсмического события рассчитываются после расчета основных параметров очага. От точности расчета основных параметров очага зависит точность расчета дополнительных параметров. Все расчеты должны проводиться по согласованным исходным данным. Это означает, что в расчетах основных и дополнительных параметров должен использоваться один и тот же набор исходных данных от сейсмических станций, вовлеченных в определение параметров сейсмического события.

Если рассматривать достаточно сильные события, то возможность использования согласованных данных для определения параметров очага, как основных, так и дополнительных, не вызывает сомнения: количество сейсмических фаз от различных станций и пунктов наблюдения для таких землетрясений достаточно для расчета параметров очага, а процедуры расчета этих параметров хорошо известны и широко используются.

Если теперь обратиться к событиям слабым, локальным, волновые формы от которых регистрируются на фоне шумов и других сейсмических событий, подбор согласованных данных может вырастать в достаточно сложную проблему.

Решением здесь может быть поэтапное (итерационное) проведение процедуры подбора согласованных данных.

Если рассмотреть в целом процедуру автоматической обработки потока непрерывных данных, то можно отметить, что сейсмические события не распределены во времени равномерно, а, как правило, группируются в пакеты различной мощности. Задача ассоциации выделенных на волновых формах сейсмических фаз состоит в том, чтобы постепенно связать все фазы с потенциальными сейсмическими событиями.

Вопрос о том, в каком временном интервале следует проводить процедуру ассоциации, определяется величиной или силой сейсмического события: глобальное событие может иметь разницу во временах вступлений не может превышать 20 минут 10 секунд, для более слабых событий этот интервал меньше. Однако, как раз величина события может быть надежно определена только после определения координат и времени в очаге. Поэтому, как правило, здесь применяется достаточно сложные эвристические алгоритмы, которые позволяют разделить несколько событий “висящих” на хвосте друг друга. И снова, это требует итерационное применение программы ассоциации и последующего расчета параметров очага.

Кроме рассмотренных выше особенностей ассоциации сейсмических фаз, следует иметь в виду то, что данные поступают в центр обработки с некоторым опозданием. Тогда проведенная процедура и последующий расчет параметров очага может потребовать повторения.

В случае слабых локальных событий и времени на сбор и подготовку данных значительно меньше – требования на оперативность выше, а количество событий больше. При помощи системы SNDA благодаря наличию возможностей мобильно языка скриптов, возможно построить синтетическую процедуру, использующую готовые программные средства расчета основных и дополнительных параметров очага, как отдельные функциональные этапы расчета, соединенные процедурой, написанной в виде скрипта. Одним из несомненных достоинств такого подхода, является возможность изменять вызываемые программные компоненты.



Каталог: docs -> otchety


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница