地震损坏预测和防止系统及其方法技术方案

技术编号:7145426 阅读:224 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
提出了一种用于确定地震对与不同地理位置(A、B、C、D)相关联的对象造成的冲击或损坏的地震损坏预测和防止系统(1)。具有滤波器模块的中央单元选择和收集多个网络单元的地震相关数据。存储至少一个冲击比率表(151),冲击比率表(151)具有用于存储不同地理位置(A、B、C、D)的地理和/或地形数据坐标的第一数据结构。地理位置(A、B、C、D)与震源/震中(2)的几何距离由具有坐标处理器的强度计算模块(104)产生。强度计算模块(104)的传播计算单元基于所产生的几何距离和给定的地震幅度、利用包括可变权重参数的所存储的参数化设置来产生局部强度值,而被分配给对应地理位置(A、B、C、D)的所产生的几何距离是利用冲击比率表(151)的第二数据结构来存储的。从多个用户接收以下中的至少一个:可变权重参数和/或表示地震对对象造成的冲击或损坏的不同地震强度水平的至少一个冲击比率和/或定义对象的地震暴露结构的至少一个对象参数。指数计算模块(105)通过在每种情况下根据冲击比率表(151)确定相应地理位置(A、B、C、D)处局部强度的冲击比率、并将在每种情况下由分配给相应地理位置(A、B、C、D)的权重因子加权的冲击比率相加来产生地理位置(A、B、C、D)的冲击指数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。具体来说,表示地震造成的 冲击或损坏的冲击指数参数是由该系统产生的,而激活或报警信号是基于可变指数参数产 生的,并被发送到适当的报警和损坏防止或损坏干预设备。具体来说,本专利技术涉及一种用于 确定表示地震对与不同地理和/或地质位置相关联的财产或非财产性质的对象或值的预 定组合造成的冲击或损坏的冲击指数的系统和方法。
技术介绍
在现有技术中,地震预测系统或地震损坏预测系统是能够产生如下预测的系统 即,预测将在特定地点特定时间(或其范围)发生特定幅度的地震以及该地震将分别对何 种对象造成何种损坏。尽管工程师和地震学家付出了很多研究和开发努力,但是科学上可 再现的预测仍难以作出,并且还不能精确到小时、天或月。只有对于充分了解的地质断层, 地震灾害评估图才能估计给定大小的地震将在某些年内影响给定区域的可能性以及该地 震可能对该位置的不同结构化对象造成何种损坏。一旦地震已经开始,存在现有技术的早 期警告设备,其可以在主振动到达给定位置之前提供几秒钟的警告。该技术利用了所产生 的各种类型的振动的不同传播速度。主震之后可能还有余震,在地震灾难响应方案中通常 考虑到余震。专家建议特别是在已知经历过频繁的或大的地震的区域进行一般性的地震准备, 以防止在有或无警告的情况下发生地震时造成的受伤、死亡和财产损坏。为了实现适当的 准备,有必要预测可能的地震对位于该位置的对象的冲击。在现有技术中,所述系统使用所 谓地震冲击(或损坏)指数、只基于地震现象本身的物理上测得的及可公开获得的参数来 定量估计地震对非物理值(例如,商业中断、意外商业中断值或被暴露的群体)以及与不同 地理位置相关联的财产或非财产性质的预定对象或甚至对象或值的组合造成的冲击或损 坏(例如,涉及建筑、桥梁、公路、电线、通信线、制造厂或电厂的损坏)。然后,可以使用冲击 指数参数电子地产生适当的报警或激活信号,所述信号可被发送到相关模块和报警设备。地震冲击指数参数通常基于预定的一组规则并且可以在地震之后立即加以评估。 仅基于测得的地震幅度定义地震冲击指数具有没有考虑该组合及其关于对象的地理分布 的缺点。因此,仅基于地震幅度的地震冲击指数与对包含在该组合中的资产(对象)造成 的真实损坏的相关性很差。具体来说,随着所述地理位置所分布于的地理区域的增大,基于 幅度的冲击指数表现出与真实损坏的相关性愈加变差。因此,其它方法使用不同于幅度的 地震事件物理参数,即,峰值地面加速度或峰值地面速度形式的地震振动强度。这种参数在 世界上配备有地震站密网的区域内描绘地震振动强度的空中范围的图,而不仅是幅度的单 个点测量结果。将地震振动强度的空中范围与对象的分布式组合相结合可以使由此推出的 地震冲击指数与对该组合的真实发生的冲击或损坏的相关性好得多,同时不牺牲地震事件 之后应用的即时性以及对想要建立计算程序的任何人的透明性。然而,由于安装和维护成 本的原因,当前在大多数国家不能获得具有由地理上密集分布的地震测量站构成的网络的基础设施。在为预测地震进行的努力中,工程师试图将即将来临的地震与变化的现象比如地 震活动性图像、电磁场、地面运动、天气状况和不寻常的云、土壤或地下水的氡或氢气含量、 井中水位、动物行为和月相相关联。作出了许多伪科学理论和预测,这被科研人员发现是有 问题的。某些区域中的频繁活动性和地震的自然随机性可被用来作出“预测”,这可能产生 无保证的可信度。它们通常留下某些细节未指明,从而提高了含糊的预测标准将被满足的 概率,而忽略了未被预测出的地震。然而,即使预测模型相对较好,穿过不同地质结构的传 播也难以确定和在某一区域内加权。在现有技术中,存在官方地震预测评估理事会,例如, 在加州设立有加州地震预测评估理事会,在美国联邦政府设立有国际地震预测评估理事 会,但是这些理事会还没有认可任何地震预测方法是可靠的。预测方法的技术评估对于方 法寻求以下输入要素明确的位置或区域、明确的时间跨度、明确的幅度范围和/或明确的 发生概率。归因于看似可信的物理机制倾向于具有可信度,并且暗示用于未来改进的手段。 再现性和统计分析被用于区分因偶然机会而成为现实的预测(预计需要一定次数的预测) 与具有更有用的预测能力的预测,并且被用于验证长期概率的模型。这种模型难以测试或 验证,因为大的地震很少见,并且因为地震活动是在空间和时间上自然地群集的。仅在事实 之后作出的“预测”是寻常的,但一般是打折扣的。现有技术中已知的预测模型例如是将氡的发射作为地震先兆。该方法仍然不具有 可靠的结果。其在2009年被NASA研究。VAN是由Varotsos、Alexopoulos和Nomicos教 授在上世纪八十年代提出的现有技术中的另一种地震预测方法。该方法基于通过插入地下 的导电金属棒的遥测网络来检测“地震电信号”(SES)。该方法源于雅典的National and Capodistrian大学的固体物理学家P. Varotsos的理论预测。从VAN传感器所拾取的大量 电噪声中识别SES的方式在不断改进。研究人员已声称能够预测距震中位置IOOkm以内、在 0. 7个幅度单位以内、在2小时到11天的时间窗口以内的幅度大于5的地震。其它系统基 于测量前震,前震是主震之前中等大小的地震。中国国家地震局根据前震活动的增大(结 合传说的迹象,如地下水位和奇怪的动物行为)在1975年2月4日M7. 3级海城地震的前 一天成功撤离一百万人。尽管50%的主震之前有前震,但是只有约5%-10%的小地震证明 是前震,这导致许多错误的警告。根据Bar-Ilan大学物理系S1Iomo Havlin教授的新系统 和方法,地震形成图案,这可提高预测地震复现时间的能力。这些系统使用物理学的“比例 缩放”办法开发一种基于数学的方法来表征大范围的幅度的地震,而较小幅度地震参数担 当输入值或初始参数来产生关于较大幅度地震的预测。该方法提出地震的复现强烈依赖于 先前地震的复现时间。该方法中使用的这种记忆效应不仅为理解观测到的地震群集提供了 线索,而且还暗示目前在东京和旧金山所看到的地震发生的延迟是自然现象。另一种可能 的地震预测方法基于断口发光(fractoluminescence)。该方法测量天空中红光和蓝光的闪 光,它们常常早在地震前一小时开始积聚。研究表明,硅石断裂时在约100毫秒的时段内持 续释放红光和蓝光。这归因于当硅氧键由于岩石内的应力而断裂时留下的自由键和不稳定 氧原子的弛豫。最后,一些方法依赖于通过卫星检测从地震区域发出的电磁发射。这些系统 应用了已观测到在某些类型的低频电磁活动与地球上地震最活跃地区之间存在强相关性 这一事实。例如,在日本南部发生7. 1级地震之前七天,那里附近的电离层电子密度和温度 存在尖锐的信号。在现有技术中,还有在此没有提到的其它早期警告系统和损坏预测系统。专利文献 JP60014316、GR1003604、GR96100433、CN1547044, JP2008165327、JP2008077299, US2009/0164256或US2009/0177500可以作为进一步的例子。在现有技术中,高效的地震损 坏预测和防止系统在技术上是难以实现的。它们可包括例如地震检测单元或者方法和单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定地震对与不同地理位置(A、B、C、D)相关联的对象造成的冲击或损坏的地震损坏预测和防止系统(1),其特征在于:所述系统包括中央单元,所述中央单元具有用于选择和收集多个网络单元的地震相关数据的滤波器模块和用于通过所述滤波器模块访问至少一个所述网络单元的网络接口模块;所述系统包括用于存储至少一个冲击比率表(151)的装置,而所述冲击比率表(151)包括用于存储所述不同地理位置(A、B、C、D)的地理和/或地形数据坐标的第一数据结构;所述系统包括强度计算模块(104),所述强度计算模块(104)具有用于产生所述地理位置(A、B、C、D)与震源/震中(2)的几何距离的坐标处理器;所述强度计算模块(104)包括传播计算单元,所述传播计算单元用于基于所产生的所述几何距离和给定的地震幅度、利用包括可变权重参数的所存储的参数化设置来产生局部强度值,而被分配给对应地理位置(A、B、C、D)的所产生的所述几何距离是利用所述冲击比率表(151)的第二数据结构来存储的;所述系统(1)包括用户接口(111),所述用户接口(111)用于从多个用户接收以下中的至少一个:所述可变权重参数和/或表示地震对所述对象造成的冲击或损坏的不同地震强度水平的至少一个冲击比率和/或定义所述对象的地震暴露结构的至少一个对象参数;并且所述系统(1)包括指数计算模块(105),所述指数计算模块(105)用于通过在每种情况下根据所述冲击比率表(151)确定相应地理位置(A、B、C、D)处局部强度的冲击比率、并将在每种情况下由分配给相应地理位置(A、B、C、D)的权重因子加权的冲击比率相加来产生所述地理位置(A、B、C、D)的冲击指数,而所述指数计算模块(105)包括用于基于由所述多个用户接收到的所述可变权重参数和/或所产生的冲击比率和/或对象参数对所述可变权重参数和/或所产生的冲击比率和/或对象参数加权的装置。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:马丁·贝尔托格
申请(专利权)人:瑞士再保险公司
类型:发明
国别省市:CH

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