高速铁路地震预警方法、地震监测台站及铁路局中心系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种高速铁路地震预警方法、地震监测台站及铁路局中心系统，所述方法通过各地震监测台站采集多个测震分向的地震波形信息，对地震波形信息进行相似性校核，若校核结果大于误报阈值，则绘制地震波形信息的相关性变化曲线，并根据相关性变化曲线确定地震P波初至时刻；以及各地震监测台站根据多个测震分向的地震波形信息生成P波预警信息，并将P波预警信息发送至铁路局中心系统，使得铁路局中心系统根据P波预警信息判断是否发出报警及处置信息。本发明专利技术将铁路沿线的地震监测台站和地方台站的预警信息充分融合，有效提高高速铁路沿线台站P波预警的准确性和时效性，减轻地震灾害对高速铁路的不利影响，进而保证了列车运行的安全。

High speed railway earthquake early warning method, earthquake monitoring station and Railway Bureau central system

The embodiment of the invention discloses a high speed railway earthquake warning method, earthquake monitoring station and the central railway system, the method of the earthquake monitoring stations collect multiple seismic waveform information to the information of seismic waveform similarity calculation, if the check result is greater than the false alarm threshold, correlation curve drawing seismic waveform information, and determine the P wave arrival times according to the correlation curve; and the earthquake monitoring stations according to a plurality of seismic waveform information to generate P wave and P wave of early warning information, early warning information is sent to the central railway system, the system of railway administration center according to the P wave warning to determine whether the alarm information and information disposal. The invention of the station and local earthquake monitoring stations along the railway line of the early warning information of full integration, effectively improve the high-speed railway station P wave warning the accuracy and timeliness of earthquake disaster reduction in adverse effects on the high-speed railway, so as to ensure the safety of train operation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高速铁路防灾
，具体涉及一种高速铁路地震预警方法、地震监测台站及铁路局中心系统。
技术介绍
我国幅员辽阔、分布多条地震断裂带是世界上地震灾情最严重的国家之一。目前高速铁路遍布全国各省会直辖市，在地震发生时，破坏性地震波来临前十几秒甚至几秒发出地震警报信息并成功将高速列车限速或停车，对防止或减轻地震灾害、保障铁路运输安全具有重大的经济意义和社会意义。而地震预警技术本身作为一个世界难题，与高铁技术相融合，对地震报警的准确性和时效性提出了更高的要求。地震报警主要通过监测S波，当地震动参数达到一定阈值后随即发出警报；而地震预警则是利用P波和S波的速度差，在地震发生后且破坏性地震波尚未来袭的数秒至数十秒之前发出预警。我国高速铁路的地震预警系统通常布设于铁路沿线的牵引变电所、分区所、AT所内，台站间距约25km。由于高速铁路自身的地震监测台站基本呈现线性分布、台站数量相对较少，在震中定位理论上就存在偏差，考虑到高速铁路地震预警的目的在于地震发生时成功的使列车停车，必然有地震预警时效性的严格要求，而P波预警准确性和时效性两者之间本身就存在着矛盾。因此如何同时保证高速铁路地震预警的准确性和时效性就成为亟待解决的技术难题。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种高速铁路地震预警方法、地震监测台站及铁路局中心系统，将铁路沿线的地震监测台站和地方台站的预警信息充分融合，有效提高高速铁路沿线台站P波预警的准确性和时效性，减轻地震灾害对高速铁路的不利影响，进而保证了列车运行的安全。为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：一方面，本专利技术提供了一种高速铁路地震预警方法，所述方法包括：各地震监测台站采集多个测震分向的地震波形信息；其中，各所述地震监测台站预设在高速铁路沿线上；对采集到的多个测震分向的地震波形信息进行相似性校核；若所述相似性校核的结果大于误报阈值，则绘制多个测震分向的地震波形信息的相关性变化曲线，并根据所述相关性变化曲线确定地震P波初至时刻；以及，各地震监测台根据多个测震分向的地震波形信息生成现地P波预警信息，并将所述现地P波预警信息发送至铁路局中心系统，使得所述铁路局中心系统根据所述现地P波预警信息判断是否发出报警及处置信息。进一步的，所述各地震监测台站采集多个测震分向的地震波形信息，包括：预设在所述地震监测台站中的不同位置的两个地震计分别在接收到地震信号时采集其对应测震分向的地震波形信息。进一步的，所述方法还包括：若在接收到地震信号前检测到地震监测台站中的某一地震计发生故障，则未发生故障的另一地震计在接收到地震信号时采集地震波形信息，并根据该地震波形信息生成现地P波预警信息，以及将所述现地P波预警信息发送至铁路局中心系统。进一步的，所述根据所述相关性变化曲线确定地震P波初至时刻，包括：在所述相关性变化曲线上查找是否有向上阶跃的突变点；若有，则该突变点所对应的时间点即为地震P波初至时刻；否则，所述地震监测台站判定无地震事件发生。一方面，本专利技术还提供了一种高速铁路地震预警方法，所述方法包括：接收预设在高速铁路沿线的各地震监测台站发送的现地P波预警信息及地方台网发送的标准P波预警信息；根据所述现地P波预警信息及标准P波预警信息，确定所述高速铁路沿线的地震参数；根据所述地震参数判断是否发出报警及处置信息。进一步的，所述接收预设在高速铁路沿线的地震监测台站发送的现地P波预警信息及地方台网发送的标准P波预警信息，包括：接收预设在高速铁路沿线的地震监测台站发送的现地P波预警信息；根据所述现地P波预警信息向地方台站发送标准P波预警信息请求；以及，接收地方台网根据所述标准P波预警信息请求发送的标准P波预警信息。进一步的，所述根据所述现地P波预警信息及标准P波预警信息，确定所述高速铁路沿线的地震参数，包括：对所述现地P波预警信息及标准P波预警信息进行数据交叉处理，得到校验后的震中位置信息、预计发震时刻及震级范围；其中，经数据交叉处理得到校验后的震中位置信息包括：以根据标准P波预警信息得到的标准震中点为圆心，锁定定位范围；将所述定位范围划分为等间距的网格点；根据搜索算法在所述网格点中确定校验后的震中点，且所述震中点产生的P波到达时间与P波到达时间之间的差值最小。进一步的，所述根据所述地震参数判断是否发出报警信息，包括：根据所述地震参数确定预计发生地震的震级、震中经纬度、地震峰值加速度；判断当前的所述地震的峰值加速度是否超过报警阈值；若所述地震的峰值加速度超过报警阈值，则向控制台发送对应的报警信息；否则，则存储当前的地震震级、震中经纬度、峰值加速度及时间信息。一方面，本专利技术还提供了一种地震监测台站，包括：地震波形信息采集单元，用于采集多个测震分向的地震波形信息；其中，各所述地震监测台站预设在高速铁路沿线上；相似性校核单元，用于对采集到的多个测震分向的地震波形信息进行相似性校核；地震P波初至时刻确定单元，用于在所述相似性校核的结果大于误报阈值时，绘制多个测震分向的地震波形信息的相关性变化曲线，并根据所述相关性变化曲线确定地震P波初至时刻；现地P波预警信息生成及发送单元，用于根据多个测震分向的地震波形信息生成现地P波预警信息，并将所述现地P波预警信息发送至铁路局中心系统。另一方面，本专利技术还提供了一种铁路局中心系统，包括：P波预警信息接收单元，用于接收预设在高速铁路沿线的各地震监测台站发送的现地P波预警信息及地方台网发送的标准P波预警信息；地震参数确定单元，用于根据所述现地P波预警信息及标准P波预警信息，确定所述高速铁路沿线的地震参数；地震参数判断单元，用于根据所述地震参数判断是否发出报警及处置信息。由上述技术方案可知，本专利技术所述的一种高速铁路地震预警方法、地震监测台站及铁路局中心系统，通过各地震监测台站采集多个测震分向的地震波形信息，对采集到的多个测震分向的地震波形信息进行相似性校核，若相似性校核的结果大于误报阈值，则绘制多个测震分向的地震波形信息的相关性变化曲线，并根据相关性变化曲线确定地震P波初至时刻；以及各地震监测台根据多个测震分向的地震波形信息生成现地P波预警信息，并将现地P波预警信息发送至铁路局中心系统，使得铁路局中心系统根据现地P波预警信息判断是否发出报警及处置信息。本专利技术将铁路沿线的地震监测台站和地方台站的预警信息充分融合，有效提高高速铁路沿线台站P波预警的准确性和时效性，减轻地震灾害对高速铁路的不利影响，进而保证了列车运行的安全。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一中的一种高速铁路地震预警方法的一种具体实施例的流程示意图；图2是本专利技术实施例一中步骤300的一种具体实施例的流程示意图；图3是本专利技术实施例二中的一种高速铁路地震预警方法的另一种具体实施例的流程示意图；图4是本专利技术实施例二中步骤600的一种具体实施例的流程示意图；图5是本专利技术实施例二中步骤700的传感器记录到的震动波形示意图；图6是本专利技术实施例二中步骤800的一种具体实施例的流程示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速铁路地震预警方法，其特征在于，所述方法包括：各地震监测台站采集多个测震分向的地震波形信息；其中，各所述地震监测台站预设在高速铁路沿线上；对采集到的多个测震分向的地震波形信息进行相似性校核；若所述相似性校核的结果大于误报阈值，则绘制多个测震分向的地震波形信息的相关性变化曲线，并根据所述相关性变化曲线确定地震P波初至时刻；以及，各地震监测台站根据多个测震分向的地震波形信息生成现地P波预警信息，并将所述现地P波预警信息发送至铁路局中心系统，使得所述铁路局中心系统根据所述现地P波预警信息判断是否发出报警及处置信息。

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路地震预警方法，其特征在于，所述方法包括：各地震监测台站采集多个测震分向的地震波形信息；其中，各所述地震监测台站预设在高速铁路沿线上；对采集到的多个测震分向的地震波形信息进行相似性校核；若所述相似性校核的结果大于误报阈值，则绘制多个测震分向的地震波形信息的相关性变化曲线，并根据所述相关性变化曲线确定地震P波初至时刻；以及，各地震监测台站根据多个测震分向的地震波形信息生成现地P波预警信息，并将所述现地P波预警信息发送至铁路局中心系统，使得所述铁路局中心系统根据所述现地P波预警信息判断是否发出报警及处置信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各地震监测台站采集多个测震分向的地震波形信息，包括：预设在所述地震监测台站中的不同位置的两个地震计分别在接收到地震信号时采集其对应测震分向的地震波形信息。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若在接收到地震信号前检测到地震监测台站中的某一地震计发生故障，则未发生故障的另一地震计在接收到地震信号时采集地震波形信息，并根据该地震波形信息生成现地P波预警信息，以及将所述现地P波预警信息发送至铁路局中心系统。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述相关性变化曲线确定地震P波初至时刻，包括：在所述相关性变化曲线上查找是否有向上阶跃的突变点；若有，则该突变点所对应的时间点即为地震P波初至时刻；否则，所述地震监测台站判定无地震事件发生。5.一种高速铁路地震预警方法，其特征在于，所述方法包括：接收预设在高速铁路沿线的各地震监测台站发送的现地P波预警信息及地方台网发送的标准P波预警信息；根据所述现地P波预警信息及标准P波预警信息，确定所述高速铁路沿线的地震参数；根据所述地震参数判断是否发出报警及处置信息。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收预设在高速铁路沿线的地震监测台站发送的现地P波预警信息及地方台网发送的标准P波预警信息，包括：接收预设在高速铁路沿线的地震监测台站发送的现地P波预警信息；根据所述现地P波预警信息向地方台网发送标...

【专利技术属性】
技术研发人员：张格明，马莉，史建平，宣言，江汶乡，吴敬朴，高芒芒，王澜，白鑫，李红梅，张宝军，孙文韬，张伟，方兴，李秋芬，魏猛，赵良好，张效军，孙加林，习年生，戴贤春，张洪宇，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院，中国铁路总公司，
类型：发明
国别省市：北京;11