地震預(yù)警信息發(fā)布規(guī)范研究*

徐華全　徐水森

(成都市防震減災(zāi)局, 成都610042)

?

學(xué)術(shù)論文

地震預(yù)警信息發(fā)布規(guī)范研究*

徐華全※徐水森

(成都市防震減災(zāi)局, 成都610042)

摘要通過調(diào)查了解和預(yù)警試驗，對地震預(yù)警信息發(fā)布的范圍、方式、內(nèi)容以及過程控制進行了研究，并提出了相關(guān)規(guī)范建議： 對于特定用戶，在簽訂協(xié)議明確權(quán)責(zé)的前提下，用戶可自主決策地震預(yù)警的接收條件、方式和內(nèi)容； 對于公眾，當(dāng)滿足政府授權(quán)、技術(shù)可靠、法制健全、社會認(rèn)可等前提條件時，地震預(yù)警信息可全覆蓋發(fā)布，發(fā)布形式應(yīng)以聲音信號為主，發(fā)布過程宜分初報、續(xù)報和終報3個步驟。

關(guān)鍵詞地震預(yù)警； 信息發(fā)布； 規(guī)范； 過程控制

引言

地震預(yù)警是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及技術(shù)研發(fā)、系統(tǒng)建設(shè)、社會管理等多方面問題，需要通過法律、制度、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等加以規(guī)范化管理，才能保證地震預(yù)警工作正常并有效防控社會風(fēng)險。日本是全球第一個建立地震預(yù)警的國家，并在多次大地震中發(fā)揮作用[1]，這一方面得益于完善的技術(shù)系統(tǒng)，另一方面也得益于日本健全的法制體系。我國地震預(yù)警工作起步較晚，福建省地震預(yù)警與烈度速報系統(tǒng)2012年9月試運行，并成功對臺灣花蓮海域4.8級地震等進行了預(yù)警處理。近年來，福建和四川等省相繼出臺了地震預(yù)警管理方面的制度，國家地震預(yù)警法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系也正在建設(shè)過程中。

成都市于2011年開始建設(shè)地震預(yù)警試驗系統(tǒng)，系統(tǒng)于2012年底建成，2013年1月開始投入試運行，2013年5月該系統(tǒng)通過專家組驗收。該系統(tǒng)在共享原有成都市地震烈度速報系統(tǒng)67個強震動觀測臺(采用力平衡加速度傳感器)實時數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，新建了57個強震動觀測臺(采用MEMS加速度傳感器)，使得系統(tǒng)的地震監(jiān)測臺站總數(shù)達到124個。至今，該系統(tǒng)運行近2年，經(jīng)歷18次破壞性地震的檢驗，積累了大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為我們研究地震預(yù)警信息發(fā)布的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)及規(guī)范化步驟和方法創(chuàng)造了條件。本研究成果將直接用于成都市地震預(yù)警系統(tǒng)信息發(fā)布的規(guī)范化管理，也可以作為各級地震工作部門制定相關(guān)制度、規(guī)范的參考。

1公眾對地震預(yù)警的認(rèn)知與需求

為了解公眾對地震預(yù)警信息實際需求，我們針對不同行業(yè)的公眾進行了調(diào)查，調(diào)查對象包括機關(guān)工作人員、在校大學(xué)生及教師、企業(yè)員工、農(nóng)村居民以及其他人員。為提高調(diào)查結(jié)果的可靠性，我們針對不同調(diào)查對象采用了不同的調(diào)查方式，總調(diào)查人數(shù)738人，有效調(diào)查人數(shù)620人(表1)。

表1　對不同行業(yè)公眾的調(diào)查情況

1.1地震預(yù)警與地震預(yù)報的區(qū)別

問題： 您認(rèn)為地震預(yù)警和地震預(yù)報是一回事嗎(表2)？

表2　地震預(yù)警和地震預(yù)報的關(guān)系

14%的調(diào)查對象認(rèn)為，地震預(yù)警和地震預(yù)報是兩個完全不同的概念； 80%的調(diào)查對象認(rèn)為，地震預(yù)警和地震預(yù)報是一回事。在詳細(xì)解釋地震預(yù)警的基本原理和方法后，大部分人都能理解和區(qū)分地震預(yù)警和地震預(yù)報這兩個概念。也有人認(rèn)為，地震預(yù)警和地震預(yù)報應(yīng)該是一個意思，地震工作部門用來定義兩個含義差別較大的概念不利于公眾理解，容易導(dǎo)致概念混淆，并建議改用地震速報、地震快報或地震報警。

1.2地震預(yù)警的作用

問題： 您認(rèn)為地震預(yù)警的主要作用是什么(表3)？

在講明地震預(yù)警的定義、作用以及可能的負(fù)面影響的情況下，81%的調(diào)查對象認(rèn)為，地震預(yù)警是有作用的；51%的調(diào)查對象認(rèn)為，地震預(yù)警同時具有提供預(yù)警時間和提示發(fā)生了地震兩個作用； 19%的調(diào)查對象認(rèn)為，地震預(yù)警時間太短，作用不大，且參數(shù)精度較低，容易誤報，打擾正常生活，所以不愿意接收。

表3　地震預(yù)警的主要作用

1.3地震預(yù)警信息發(fā)布范圍

問題： 您認(rèn)為地震預(yù)警信息發(fā)布范圍是(表4)？

表4　地震預(yù)警信息發(fā)布的范圍

調(diào)查對象對預(yù)警信息的發(fā)布范圍意見較為分歧，不過相對來說，更多的人傾向于由法律來規(guī)定其發(fā)布范圍。

1.4地震預(yù)警信息接收方式

問題： 您希望采用何種方式接收地震預(yù)警信息(表5)？

表5　接收地震預(yù)警信息的方式

對于采用何種手段接收預(yù)警信息，23%的調(diào)查對象表示，愿意通過手機接收地震預(yù)警信息，17%的調(diào)查對象希望用電腦、電視或收音機，15%的調(diào)查對象希望用專用報警器，45%的調(diào)查對象希望多種手段同時接收，保證在第一時間收到信息。

1.5地震預(yù)警信息發(fā)布內(nèi)容

在告知地震預(yù)警信息可以提供發(fā)震地點、震級、發(fā)震時刻、預(yù)警時間(倒計時)、危險程度(烈度)等參數(shù)的情況下，調(diào)查對象對以上參數(shù)的選取意見分歧較大，各種需求均有。不過，在分歧的意見中也能找到一些共同點，例如： 大家均認(rèn)為，位置和震級參數(shù)非常重要，應(yīng)放在信息的最前面，最好先位置后震級，有人甚至認(rèn)為，地震預(yù)警信息只需要提供這兩個參數(shù)就能大致判定距離、預(yù)警時間和危險度。因為地震預(yù)警信息本身就是提示剛發(fā)生的地震，所以大家對發(fā)震時刻的需求不大。

1.6地震預(yù)警信息發(fā)布權(quán)限

問題： 您認(rèn)為地震預(yù)警信息應(yīng)該由誰發(fā)布(表6)？

表6　發(fā)布地震預(yù)警信息的部門

可以看出，82%的調(diào)查對象認(rèn)為，地震預(yù)警信息應(yīng)由權(quán)威部門(政府或地震工作部門)發(fā)布。

2地震預(yù)警信息發(fā)布范圍與對象

地震預(yù)警信息發(fā)布范圍及對象的確定是一個棘手的問題。首先，從技術(shù)上說，地震預(yù)警快速估算的地震震級誤差較大難以避免[2]，因此，對地震影響場的評估結(jié)果可靠性不高，那么地震預(yù)警信息也就不可能做到精確投放； 其次，從發(fā)布范圍來看，因為預(yù)警時間與地震危險性(烈度)基本成反比，在震害最嚴(yán)重的震中附近地區(qū)，預(yù)警時間很短甚至沒有預(yù)警時間，而在外圍地區(qū)，震害較輕，甚至沒有震害，卻有較長的預(yù)警時間； 另外，從發(fā)布對象來看，不同的人或單位具有不同的需求，可謂眾口難調(diào)。

在調(diào)查了解公眾需求和意見的基礎(chǔ)上，經(jīng)多次試驗和研討，我們認(rèn)為，地震預(yù)警信息發(fā)布范圍和對象問題可分以下兩種情況：

2.1特定用戶

這里所說的特定用戶，是指使用專用信息接收終端的個人或單位，這些用戶與地震預(yù)警信息發(fā)布單位簽訂信息使用協(xié)議，權(quán)責(zé)明確界定。地震預(yù)警系統(tǒng)設(shè)置一個門檻值(如，震級3.0)，對達到這個門檻值的地震信息全部對外推送。信息接收終端用戶根據(jù)自身需求自主設(shè)定震級、距離、目標(biāo)區(qū)烈度等接收條件選項，并可以隨時修改與調(diào)整。

2.2公眾

公眾是指除特定用戶以外的所有用戶。公眾的地震預(yù)警認(rèn)知程度、應(yīng)急處置能力、地震安全環(huán)境千差萬別，地震預(yù)警信息發(fā)布很可能造成一些不可預(yù)計的后果，因此，對公眾發(fā)布地震預(yù)警信息應(yīng)慎之又慎。根據(jù)日本地震預(yù)警經(jīng)驗及我國國情，我們認(rèn)為，對公眾的地震預(yù)警信息發(fā)布應(yīng)滿足以下條件：

2.2.1信息可靠，延遲可控

信息可靠是要求地震預(yù)警信息沒有誤報和漏報，要保證發(fā)布預(yù)警信息是由實際地震觸發(fā)，防止由機械震動、雷電、工程爆破等引起的誤報，同時還要保證地震參數(shù)具有足夠的精度，誤差不能過大(應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)水平確定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn))。

延遲可控是指地震預(yù)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸和信息發(fā)布網(wǎng)絡(luò)保持通暢，即使有一定的延遲，也應(yīng)控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，從而確保預(yù)警信息能夠及時發(fā)布出去。根據(jù)目前的技術(shù)水平及通信網(wǎng)絡(luò)條件，地震預(yù)警系統(tǒng)通信總延遲時間應(yīng)控制在2 s內(nèi)(臺站數(shù)采延遲0.5 s，臺網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸延遲0.5 s，信息發(fā)布網(wǎng)絡(luò)延遲1 s)[3]。

2.2.2法制健全

在社會管理方面，參考日本地震預(yù)警工作經(jīng)驗，應(yīng)有健全的法律和制度體系，并有效實施，才能保證地震預(yù)警工作有序、高效開展。在技術(shù)方面，應(yīng)有健全的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系。核心技術(shù)應(yīng)通過權(quán)威部門測試和鑒定合格才投入使用，這樣才能保證地震預(yù)警系統(tǒng)采用的軟硬件技術(shù)可靠。中國地震預(yù)警工作起步較晚，但在汶川地震后，地震預(yù)警技術(shù)得到較快發(fā)展，相關(guān)的法制和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系在逐步制定和完善過程中。

2.2.3公眾認(rèn)知

公眾對地震預(yù)警應(yīng)具有一定認(rèn)知，才會認(rèn)可地震預(yù)警信息的作用，才能理解地震預(yù)警信息可能會有的參數(shù)誤差和時間延遲，才可能正確使用地震預(yù)警信息。

2.2.4政府授權(quán)

向公眾發(fā)布的地震預(yù)警信息應(yīng)具有權(quán)威性、嚴(yán)肅性和唯一性(來源只有一個)，以方便公眾快速接收、理解和使用信息，避免源出多頭造成混淆和混亂。根據(jù)中國國情以及實際調(diào)查了解情況來看，公眾最能接受的是由政府或取得政府授權(quán)的單位來發(fā)布。

肖壓西[4]對地震預(yù)警信息的作用進行了分析和總結(jié)，他將地震烈度8度及以上區(qū)域定義為 “逃生區(qū)” ，該區(qū)域人們按照預(yù)警信息提示第一時間采取逃生措施； 6度和7度區(qū)為 “避險區(qū)” ，該區(qū)域人們根據(jù)提示立即進行避險處置； 4度和5度區(qū)為 “定心區(qū)” ，該區(qū)域震感強烈，根據(jù)提示不必驚慌失措，不必采取措施； 4度及以下區(qū)域為“告知區(qū)”，此區(qū)域人們根據(jù)提示信息了解一下震情。據(jù)此分析可以看出，地震預(yù)警信息對不同的地震烈度區(qū)域能夠發(fā)揮不同的作用。為了最大程度地發(fā)揮地震預(yù)警信息的作用，對公眾的地震預(yù)警信息可實行全覆蓋發(fā)布，也就是說，對于地震預(yù)警信息發(fā)布網(wǎng)絡(luò)能夠覆蓋的地區(qū)，均可發(fā)布，但前提是要滿足前文所述的條件。

3地震預(yù)警信息發(fā)布形式及內(nèi)容

地震預(yù)警的目的是讓接收者快速了解地震的危險程度和緊迫性，并及時采取最為有利的逃生或避險措施。要達到這個目的，地震預(yù)警信息就必須以最為直觀的方式提供簡明扼要的內(nèi)容。地震預(yù)警信息可以提供的內(nèi)容可以包括很多地震參數(shù)，如震中位置(可以是地名，也可以是經(jīng)緯度)、震中距離、震級、發(fā)震時刻、預(yù)警時間(可以倒計時)、危險性(烈度或其他危險等級提示性語言)，其他地震動參數(shù)(加速度、速度、位移、持續(xù)時間、反應(yīng)譜)等很多內(nèi)容。發(fā)布的形式也可以是聲音、視頻、震動以及其他可以被人感知的信號方式。那么到底以哪種方式發(fā)布哪些內(nèi)容最為合適，這顯然也不能一概而論，仍需要分情況討論。

3.1特定用戶

對于特定用戶，根據(jù)其自身條件和需求，自主決定采用何種方式以及接收哪些內(nèi)容。預(yù)警系統(tǒng)提供盡量多的內(nèi)容供用戶選擇，可選內(nèi)容至少應(yīng)包括地點、震級、預(yù)警時間、距離、危險性等參數(shù)，并應(yīng)告知各參數(shù)的精度范圍及使用方法。

3.2公眾

成都市地震預(yù)警系統(tǒng)各預(yù)警終端現(xiàn)采用聲音和視頻組合的方式發(fā)布預(yù)警信息。視頻提供地震信息文字和圖像信息，聲音信號采用直接倒計時 “叮咚…19，17…” ，而不播報地名和震級。經(jīng)多次實際地震預(yù)警體驗發(fā)現(xiàn)，大家在聽到倒計時報時后，第一反應(yīng)是去報警器上查看地震信息，確認(rèn)地震在哪，有多大，然后再確定要不要跑，這實際上要浪費一些時間。顯然，這種方式還不太適用于對公眾地震預(yù)警信息的發(fā)布，有待改進。

在多次實際地震預(yù)警的體驗中我們感受到，聲音信號最有利于人們第一時間接收地震預(yù)警，而文字和圖像信號需要人們觀看相應(yīng)的顯示器才能被感知，而且要一直盯住屏幕才能接收到后續(xù)信息，這很不利于緊急逃生和避險。因此，對于公眾的地震預(yù)警信息發(fā)布應(yīng)以聲音信號為主，有條件的地方可輔以圖像或文字信息。信息內(nèi)容的表述既要簡明扼要，又要包括必要的參數(shù)信息，以利于公眾接收和理解。參考 《四川省測震臺網(wǎng)速報技術(shù)管理規(guī)定》[5]以及 《地震標(biāo)準(zhǔn)匯編2009》[6]，我們建議地震預(yù)警信息有關(guān)地震參數(shù)的表述采用以下規(guī)范：

震中地名： 采用省+縣兩級地名(省內(nèi)地震省略省名)，如“四川汶川” ，“青海玉樹”；

震級： 精確到小數(shù)點后1位，如5.5級，震級為整數(shù)時直接報震級，如 “8級” 。當(dāng)然，地震預(yù)警系統(tǒng)快速測定的地震震級誤差往往較大，因此，也可以考慮用定性表述，如，小地震(3.0≤M<5.0) ，中等地震(5.0≤M<7.0)，大地震(7.0≤M<8.0)，特大地震(M≥8.0)；

震中距離： 單位千米，精確到個位或十位，如 “90 km” ；

危險性： 烈度值不便于公眾直觀掌握危險程度，所以最好不使用，建議采用相應(yīng)的危險性提示語言，例如： 逃生和避險區(qū)提示 “危險” ，定心區(qū)和告知區(qū)提示 “請注意” 。

預(yù)警時間： 精確到秒，可以是倒計時，但是不宜過密，最好間隔3～5 s。

以上參數(shù)，地名和震級是必選項，其余是可選項，例如：

“汶川發(fā)生8級地震，危險，橫波20 s后到達……”

“汶川發(fā)生8級地震，距離500 km，請注意……”

4地震預(yù)警信息發(fā)布過程控制

地震預(yù)警參數(shù)測定是一個不斷修訂的過程，地震越大，破裂持續(xù)時間越長，修訂次數(shù)也就可能越多，所以，無法規(guī)定具體的發(fā)布次數(shù)，只能根據(jù)地震大小，控制發(fā)布過程。地震預(yù)警信息發(fā)布一般應(yīng)包括初報、續(xù)報和終報3個過程，其中初報和終報是必選過程，續(xù)報是可選過程。

4.1初報

對于滿足條件(震級達到或超過設(shè)定閾值)的情況，應(yīng)及時發(fā)布初步預(yù)警信息。同時應(yīng)注明初報，以表明地震參數(shù)的精度較低，后續(xù)可能會修訂。

4.2續(xù)報

續(xù)報是預(yù)警系統(tǒng)對地震參數(shù)進行修訂后繼續(xù)發(fā)布的預(yù)警信息，當(dāng)?shù)卣鹫鸺壿^大，破裂過程較長時，續(xù)報次數(shù)可能很多。但是，續(xù)報次數(shù)太多會影響用戶的正常接收和使用，次數(shù)太少又不利于用戶及時掌握地震參數(shù)修訂情況，所以續(xù)報的次數(shù)應(yīng)采用合適的方法加以控制。

2014年08月03日16時30分，云南省昭通市魯?shù)榭h發(fā)生M6.5地震。成都市地震預(yù)警系統(tǒng)測定和修訂地震參數(shù)共11次，并對手機志愿者用戶(以成都市都江堰城區(qū)手機用戶為例)發(fā)布11次預(yù)警信息，從1報到11報，震級從4.5級修訂至6.0級，時間間隔15 s，相鄰兩報時間間隔平均僅為1.5 s，用戶根本沒時間查看續(xù)報信息，后面的報送甚至影響用戶查看1報信息。

經(jīng)試驗和研究，認(rèn)為震級差值法較為適用，即，對于同一次地震，當(dāng)后續(xù)修訂的震級與前一次報送的震級差值達到或超過設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值(如0.5級，特定用戶可自主設(shè)定震級差值)時，才發(fā)布續(xù)報預(yù)警信息，這樣可有效降低續(xù)報次數(shù)。

4.3終報

當(dāng)?shù)卣痤A(yù)警系統(tǒng)確認(rèn)地震破裂過程已經(jīng)結(jié)束，地震參數(shù)不再修訂的情況下，發(fā)布該地震的地震預(yù)警解除信息，即終報信息，該信息不考慮與前面發(fā)布參數(shù)的差值，據(jù)實報送。終報信息提供的地震參數(shù)應(yīng)具有一定的可靠性(與國家正式發(fā)布的地震參數(shù)差值控制在一定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi))，可提供相對詳細(xì)的參數(shù)內(nèi)容。終報是必不可少的，且必須注明 “終報” ，其作用一是解除預(yù)警，二是讓用戶掌握地震真實情況。終報地震參數(shù)最好與國家正式發(fā)布的地震參數(shù)一致，或直接轉(zhuǎn)發(fā)國家地震臺網(wǎng)發(fā)布的人工速報地震信息。

5討論與結(jié)論

汶川地震后，中國的地震預(yù)警技術(shù)得到了快速發(fā)展，各級政府也越來越重視地震預(yù)警技術(shù)的推廣應(yīng)用。地震預(yù)警信息作為一種特殊的社會公共服務(wù)產(chǎn)品，用好了，可以發(fā)揮防震減災(zāi)實效，用不好，也可能帶來不良的社會后果。研究、制定并實施相關(guān)法律、制度、規(guī)范，是保證地震預(yù)警信息發(fā)揮作用并降低社會風(fēng)險的必由之路。

本文在多年地震預(yù)警試驗和社會調(diào)查工作的基礎(chǔ)上，對地震預(yù)警信息發(fā)布范圍和對象、發(fā)布內(nèi)容和形式以及發(fā)布過程控制方面進行了討論，并給出了建議規(guī)范。地震預(yù)警是一項系統(tǒng)工程，涉及技術(shù)研發(fā)、系統(tǒng)建設(shè)、社會管理等多個方面。受自身水平和條件限制，本文的研究還不夠全面和深入，特別是，對地震預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)問題，例如，地震數(shù)據(jù)的采集和傳輸、地震預(yù)警算法、通信協(xié)議等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問題沒有展開討論。實際上，這些技術(shù)問題對地震預(yù)警信息的發(fā)布也非常重要，今后還要進一步學(xué)習(xí)、實驗和研究并加以完善。

參 考 文 獻

[1] 陳會中，侯燕燕，何加勇，等. 日本地震預(yù)警系統(tǒng)日趨完善. 國際地震動態(tài)，2011(4)： 10-15

[2] 韓渭濱，徐華全. 地震預(yù)警的特殊性與弱點及對策討論. 華南地震，2015，35(1)： 1-5

[3] 徐華全，徐水森，畢曉佳，等． 成都市地震烈度速報系統(tǒng)發(fā)展方向----地震預(yù)警的思考． 四川地震，2012(3): 12-15

[4] 肖壓西． 成都發(fā)展應(yīng)用地震預(yù)警技術(shù)的實踐與思考． 市縣防震減災(zāi)工作，2014(4)： 40-42

[5] 四川省地震局測震學(xué)科技術(shù)管理組． 四川省測震臺網(wǎng)速報技術(shù)管理規(guī)定, 2011

[6] 中國地震局． 地震標(biāo)準(zhǔn)匯編2009(第一冊)． 北京： 地震出版社，2010

The standard research for the issuing of earthquake warning information

Xu Huaquan, Xu Shuisen

(Protecting Against and Mitigating Earthquake Disaster Administration of Chengdu City，Chengdu 610042，China)

AbstractOn the basis of investigation and earthquake warning test，the scope，form，content and process of the issuing of earthquake warning information are studied，and some related specification was proposed： for a particular user，when the agreement is signed and the responsibilities is clearly defined，they are free to choose the conditions，form，and content of earthquake warning information receiving； for the public，authorized by the government，reliable technology，a sound legal system and social approval are necessary. If these conditions are met，the information can be fully released，but the form should be based on sound signals，and the process should be divided into preliminary report，subsequent report and final report.

Keywordsearthquake warning; information release; specification; process control

中圖分類號：P315.7；

文獻標(biāo)識碼：A；

doi:10.3969/j.issn.0235-4975.2016.01.004

基金項目：四川省地震局地震科技專項(項目編號： LY1404)和國家科技支撐計劃專項(2014BAK03B05)資助。

通訊作者：※徐華全，e-mail: 584897771@qq.com。

* 收稿日期：2015-05-13； 采用日期： 2015-12-23。