王子珺，趙伯明

(北京交通大學(xué) 土木建筑工程學(xué)院，北京　100044)

地震預(yù)警系指在破壞性強(qiáng)的地震抵達(dá)目標(biāo)區(qū)域前的有限時(shí)間(幾秒至數(shù)十秒)內(nèi)，利用專(zhuān)用監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信息，進(jìn)而啟動(dòng)防御災(zāi)害的緊急處置措施。作為近年來(lái)得到快速發(fā)展的抗震減災(zāi)的重要手段之一，日、美、意等地震多發(fā)國(guó)家已經(jīng)在地震預(yù)警方面開(kāi)展了大量的理論與應(yīng)用研究[1-5]。尤其是對(duì)于可以控制其運(yùn)行的生命線(xiàn)工程和高危行業(yè)，例如高鐵、核電站、燃?xì)獾阮I(lǐng)域，地震預(yù)警系統(tǒng)(EEWS)已在多次地震中被證明能夠有效地減輕地震災(zāi)害。

高速鐵路地震預(yù)警主要包括2個(gè)重要過(guò)程：預(yù)警報(bào)警和緊急控制。預(yù)警報(bào)警是在破壞性地震動(dòng)尚未到達(dá)沿線(xiàn)之前，基于預(yù)警判斷過(guò)程發(fā)出報(bào)警信息；緊急控制是指在接收到報(bào)警信息后緊急啟動(dòng)控車(chē)措施，使高速運(yùn)行中的列車(chē)實(shí)現(xiàn)減速、停車(chē)等目的。這種預(yù)警—控車(chē)機(jī)制，可以防止由于地震造成的列車(chē)脫軌或傾覆等災(zāi)難性事故的發(fā)生，減少次生災(zāi)害和人員傷亡，保障列車(chē)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的安全。

根據(jù)《高速鐵路自然災(zāi)害及異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體技術(shù)方案(暫行)》(鐵科技[2013] 35號(hào))，高鐵采用基于沿線(xiàn)路布置的原位線(xiàn)型地震監(jiān)測(cè)自備網(wǎng)絡(luò)，地震監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置于牽引變電所、AT所、分區(qū)所內(nèi)，布設(shè)間距平均為20 km左右，今后新建高鐵也將同期建設(shè)此類(lèi)沿線(xiàn)地震監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)依存于地震波的入射方位，其觸發(fā)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的初始波到時(shí)具有較大的分散性，同時(shí)原位預(yù)警的方式也要求將預(yù)警信息進(jìn)行快速實(shí)時(shí)處理，因此利用單臺(tái)站的P波與S波初始段數(shù)據(jù)進(jìn)行地震預(yù)警是高速鐵路所必須采取的基本方式。事實(shí)上，日本是最早開(kāi)展高速鐵路地震預(yù)警研究的國(guó)家，在世界上率先提出了利用單臺(tái)站記錄快速進(jìn)行地震預(yù)警的模式[2]。高鐵預(yù)警系統(tǒng)是高鐵行車(chē)安全的相關(guān)系統(tǒng)，一旦發(fā)生強(qiáng)震漏報(bào)誤報(bào)將會(huì)導(dǎo)致高鐵重大災(zāi)害事件。中國(guó)高鐵運(yùn)營(yíng)速度高，采用以橋代路的里程所占比例較大，所處地震環(huán)境復(fù)雜，地震時(shí)的危險(xiǎn)性更高，急需開(kāi)發(fā)具有實(shí)時(shí)自動(dòng)、精準(zhǔn)快速的適合中國(guó)高鐵特點(diǎn)的地震預(yù)警理論與方法。綜上所述，基于單臺(tái)站的初始先達(dá)記錄，對(duì)地震波進(jìn)行快速自動(dòng)高精度地識(shí)別，是實(shí)現(xiàn)高鐵單臺(tái)站預(yù)警目標(biāo)的首要環(huán)節(jié)和必要條件。目前，關(guān)于P波與S波的識(shí)別方法因其應(yīng)用目的不同而具有不同的特點(diǎn)，但是均不能很好地同時(shí)達(dá)到自動(dòng)、快速和準(zhǔn)確這3項(xiàng)要求，難以滿(mǎn)足中國(guó)高鐵所需要的單臺(tái)站預(yù)警模式。因此，針對(duì)我國(guó)高鐵地震預(yù)警的實(shí)際需求，研究提出1套適合于單臺(tái)站快速準(zhǔn)確地震預(yù)警的三步驟P波與S波復(fù)合自動(dòng)快速識(shí)別理論，并選取記錄的2008年汶川Ms8.0級(jí)地震的主震及余震的地面運(yùn)動(dòng)加速度(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為加速度)，對(duì)提出的理論方法進(jìn)行綜合驗(yàn)證。

1　地震數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)預(yù)處理

中國(guó)數(shù)字強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)網(wǎng)在2008年汶川Ms8.0級(jí)地震中獲得了大量的強(qiáng)震觀測(cè)記錄，觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)所使用的儀器均為安裝于自由地表的數(shù)字強(qiáng)震儀，采樣頻率為200 Hz，測(cè)量范圍為±2g。除去420個(gè)臺(tái)站獲得的主震記錄外，截至2008年9月30日12時(shí)，臺(tái)網(wǎng)共記錄余震383次；其中Ms4.0級(jí)及以上余震611次，Ms5.0級(jí)及以上余震56次，Ms6.0級(jí)及以上余震8次[6]。由于發(fā)震地區(qū)位于青藏高原向平原過(guò)渡的區(qū)域，具有復(fù)雜豐富的地質(zhì)地貌特征，因此廣泛分布于該地區(qū)的地震記錄為開(kāi)展預(yù)警方法的研究以及開(kāi)發(fā)更具有適用性及穩(wěn)健性的P波和S波識(shí)別方法提供了重要的數(shù)據(jù)保障。

近斷層的淺源大震級(jí)地震往往造成嚴(yán)重的地震災(zāi)害[7]，為此本文選取了汶川地震的主震以及50個(gè)余震記錄作為研究樣本，地震記錄的篩選條件為，震級(jí)大于Ms5.0且震源距小于150 km。除去其中沒(méi)有完整得到初始先達(dá)P波的記錄，最終使用并解析了1 548條滿(mǎn)足要求的加速度，相關(guān)地震事件的震源位置以及觀測(cè)臺(tái)站的空間分布如圖1所示。

圖1　地震事件的震源位置以及觀測(cè)臺(tái)站的空間分布

數(shù)據(jù)預(yù)處理工作如下：首先將原始記錄減去記錄全長(zhǎng)的平均值，完成基線(xiàn)調(diào)零；然后對(duì)調(diào)零后的加速度進(jìn)行0.5～30 Hz的4階Butterworth數(shù)字帶通濾波。該頻帶適用于本研究區(qū)域內(nèi)的地震記錄，對(duì)于其他地區(qū)，其帶通的取值范圍則需要根據(jù)數(shù)據(jù)的特性進(jìn)行調(diào)整。

2　P波與S波復(fù)合自動(dòng)快速識(shí)別理論

提出的P波與S波復(fù)合自動(dòng)快速識(shí)別理論由三步驟構(gòu)成。首先通過(guò)極化分析方法將P波與S波進(jìn)行分離；然后研究利用改進(jìn)后的短時(shí)窗信號(hào)平均值(STA)與長(zhǎng)時(shí)窗信號(hào)平均值(LTA)之比的方法初步確定P波與S波的到時(shí)范圍；最后根據(jù)初步到時(shí)范圍，通過(guò)改良的基于高階統(tǒng)計(jì)量的AIC算法推導(dǎo)P波與S波的精確到時(shí)。

2.1　P波與S波的分離

P波與S波的分離主要基于Jurkevics提出的極化分析法[8]，首先通過(guò)1個(gè)移動(dòng)的固定時(shí)間窗，建立預(yù)處理后的三分量加速度的協(xié)方差矩陣

(1)

式中：var(*)和cov(*, *)分別表示三分量加速度的自協(xié)方差和協(xié)方差；z表示豎直分量，n表示南北分量，e表示東西分量。

協(xié)方差矩陣C是半正定矩陣，其本質(zhì)為橢球體方程的二次式系數(shù)矩陣。假設(shè)矩陣C的3個(gè)特征值分別是λ1，λ2和λ3(λ1≥λ2≥λ3)，其對(duì)應(yīng)的特征向量為u=(u1，u2，u3)，表示橢球體的3個(gè)軸方向。則根據(jù)每一時(shí)間窗內(nèi)的協(xié)方差矩陣可以計(jì)算得到相應(yīng)的2組偏振特性參數(shù)，基于該偏振特性參數(shù)建立本文所使用的震相濾波器。

第1組偏振特性參數(shù)為偏振度，定義為

(2)

偏振度Rec的值介于0～1之間，由于純體波具有完全線(xiàn)性偏振的特點(diǎn)，即偏振度等于1；而背景噪音則不具有相關(guān)特點(diǎn)，即偏振度為0；則該組參數(shù)可以用于地震波與噪音的分離。

第2組偏振特性參數(shù)是表面垂直入射角，可表示為

φinc=arccos|u11|

(3)

式中：u11為特征向量u1的垂直方向余弦。

表面垂直入射角φinc的值介于0°～90°之間，對(duì)于區(qū)域性地震，由于P波沿著近乎垂直的入射線(xiàn)發(fā)生偏振，因此，其入射角的余弦值接近于1；而S波的偏振方向趨于水平，則其入射角的正弦值接近于1。

基于上述這2組偏振特性參數(shù)，可以建立2個(gè)極化濾波器來(lái)分離P波和S波。采用Rosenberger[9]提出的濾波方法，將每一時(shí)間步的三分量加速度分別乘以相應(yīng)的濾波器方程，從而獲得極化后的地震波。

選取2008年5月12日14時(shí)43分汶川地震余震的理縣木卡臺(tái)站的原始加速度三分量記錄，如圖2所示，該余震震級(jí)為Ms6.3，震中距約為56 km；采用0.2，2.0，5.0 s不同長(zhǎng)度時(shí)間窗進(jìn)行P波和S波的濾波，如圖3所示。由圖3可知：采用較小的時(shí)間窗長(zhǎng)度(0.2 s)不能很好地將地震信號(hào)與噪音信號(hào)分離；而隨著時(shí)間窗長(zhǎng)度的不斷增大，濾波方程趨于平滑且對(duì)信號(hào)的變化更加靈敏，從而易于對(duì)不同類(lèi)型的地震波進(jìn)行判斷識(shí)別；這是因?yàn)橐苿?dòng)時(shí)間窗的長(zhǎng)度直接關(guān)系到偏振度和入射角的計(jì)算，進(jìn)而會(huì)對(duì)濾波器的濾波效果產(chǎn)生影響。根據(jù)Baillard等[10]的研究成果，在進(jìn)行偏振分析時(shí)，時(shí)間窗長(zhǎng)度應(yīng)大于地震波最短周期的3倍，同時(shí)要小于P波與S波之間的時(shí)間差；通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，采用1個(gè)長(zhǎng)度為2.0 s的移動(dòng)時(shí)間窗即可達(dá)到理想的效果。通過(guò)極化濾波后的南北、東西、豎直三分量加速度如圖4所示。

圖2　原始加速度三分量

圖3　不同長(zhǎng)度移動(dòng)時(shí)窗下P波與S波的濾波結(jié)果

圖4　三分量加速度的P波與S波分離結(jié)果

由圖4可知：利用建立的極化濾波器能夠很好地完成P波與S波的分離，從而有效地保證震相的初至識(shí)別。

2.2　識(shí)別算法

首先對(duì)傳統(tǒng)的STA/LTA方法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)研究，根據(jù)得到的極化后的P波與S波，利用該改進(jìn)方法初步確定P波與S波的到時(shí)范圍，在該范圍內(nèi)，利用基于高階統(tǒng)計(jì)量的AIC算法分別推導(dǎo)P波與S波的精確到時(shí)，具體過(guò)程如下。

STA/LTA算法的基本原理是利用STA與LTA比值的變化來(lái)反應(yīng)信號(hào)的變化。由于短時(shí)間窗反映的主要是信號(hào)幅值的瞬時(shí)變化，而長(zhǎng)時(shí)間窗反映的是待檢信號(hào)背景噪音的平均幅值；當(dāng)震相到達(dá)時(shí)，STA會(huì)比LTA的變化頻度高，相應(yīng)的比值會(huì)有一個(gè)明顯的增加，當(dāng)比值超過(guò)某一觸發(fā)閾值時(shí)，則判定有震相到達(dá)。為了更加明顯地反映信號(hào)到達(dá)時(shí)頻率及幅值等特征量的變化，通常采用Allen[11]提出的特征函數(shù)CF(characteristic function)代替原始信號(hào)進(jìn)行STA/LTA的計(jì)算。該特征函數(shù)為

CF(i)=x(i)2+W(x(i)-x(i-1))2

(4)

式中：x(i)(i=1，2，…，L)為ti時(shí)刻的加速度，L為隨機(jī)變量x的樣本數(shù)；W為隨著采樣率和背景噪音性質(zhì)而變化的加權(quán)常數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值為3。

該特征函數(shù)CF考慮了實(shí)際地震的加速度以及向前一階差分的影響，能夠靈敏地反映信號(hào)到時(shí)的頻率及幅值變化特征。雖然該特征函數(shù)能夠有效降低震相識(shí)別的誤判率，但是由于觸發(fā)閾值是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定的固定值，在低信噪比的情況下可能會(huì)造成震相的漏判或誤判。所以為了提高P波與S波的初始到時(shí)的識(shí)別率，提出導(dǎo)入1個(gè)調(diào)整系數(shù)δ，對(duì)傳統(tǒng)的STA與LTA的比值進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，該調(diào)整系數(shù)的定義為

(5)

其中，

(6)

由于標(biāo)準(zhǔn)差可以衡量某一數(shù)據(jù)序列的數(shù)值離散程度，在地震事件發(fā)生前，系數(shù)δ趨近于1；當(dāng)P波或S波的信號(hào)到達(dá)時(shí)，系數(shù)δ會(huì)有一個(gè)較大幅度的增長(zhǎng)。因此這個(gè)改進(jìn)后的STA/LTA方法可以明顯地提高對(duì)信噪比低或初動(dòng)信號(hào)不明顯的記錄的識(shí)別率，從而大幅度提高識(shí)別的精度和速度。

傳統(tǒng)STA/LTA方法與改進(jìn)后STA/LTA方法的識(shí)別效果如圖5所示，可以看出，改進(jìn)后的方法對(duì)震相初至識(shí)別有非常明顯的提升效果。利用該方法可以確定震相的到時(shí)范圍，其精確的到時(shí)判定將會(huì)在下一階段完成。P波的拾取使用豎直向加速度分量，S波的拾取使用水平向加速度分量，并設(shè)初始到時(shí)的時(shí)間為T(mén)初。

圖5傳統(tǒng)STA/LTA方法與改進(jìn)后STA/LTA方法的識(shí)別效果比較

移動(dòng)時(shí)間窗的長(zhǎng)度由采樣頻率和特征信號(hào)的周期所決定。對(duì)于STA，若時(shí)間窗的長(zhǎng)度選擇過(guò)大，則會(huì)導(dǎo)致特征函數(shù)過(guò)于平滑而無(wú)法檢測(cè)到信號(hào)的瞬時(shí)變化，從而產(chǎn)生漏觸發(fā)；若時(shí)間窗的長(zhǎng)度選擇過(guò)小，則會(huì)對(duì)短周期的干擾信號(hào)過(guò)于敏感從而造成誤觸發(fā)。對(duì)于LTA，其窗長(zhǎng)取值應(yīng)能反映背景噪音的平均水平?；趯?duì)大量記錄的試算，本文取：短時(shí)窗tSTA=0.5 s，長(zhǎng)時(shí)窗tLTA=3～5 s，用戶(hù)定義參數(shù)Δ=35；P波與S波拾取的觸發(fā)閾值分別設(shè)為5和10。

為了精確確定震相的到達(dá)時(shí)刻，在下一階段中采用基于改良的高階統(tǒng)計(jì)量的AIC函數(shù)對(duì)地震波進(jìn)一步的識(shí)別。根據(jù)Maeda[12]，計(jì)算地震數(shù)據(jù)x(i)的AIC函數(shù)，其最小值對(duì)應(yīng)的時(shí)間即為地震震相的精確到時(shí)，AIC函數(shù)為

AIC(k)=klog{var(x[1，k])}+(L-K-

1)log{var(x[k+1，L])}

(7)

式中：k為滑動(dòng)變量，k∈[1，L-1]。

基于數(shù)學(xué)分析理論，高階統(tǒng)計(jì)量與二階統(tǒng)計(jì)量相比具有適于檢測(cè)和描述系統(tǒng)的非線(xiàn)性的特點(diǎn)。在低信噪比的條件下，可有效抑制背景噪音的影響，易于對(duì)較弱的地震信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別，因此本文導(dǎo)入峰度函數(shù)代替二階方差函數(shù)，并應(yīng)用于AIC函數(shù)以確定震相的精確到時(shí)。峰度函數(shù)K為樣本的四階中心矩，即

(8)

在震相初始到時(shí)T初的基礎(chǔ)上，通過(guò)確定1個(gè)時(shí)間窗[T初-0.5，T初+0.5]，應(yīng)用峰度-AIC函數(shù)對(duì)P波與S波的到時(shí)進(jìn)行精確識(shí)別。選擇0.5 s既可以保證將觸發(fā)時(shí)刻控制在該時(shí)間窗內(nèi)，又能夠滿(mǎn)足地震預(yù)警所需的實(shí)時(shí)性和時(shí)效性要求。

圖6表示應(yīng)用峰度-AIC函數(shù)對(duì)震相進(jìn)行二次拾取的結(jié)果。由圖6可以看出，利用第1階段改進(jìn)后的STA/LTA方法初步確定P波與S波的到時(shí)后，再求取峰度-AIC函數(shù)的最小值，就能夠準(zhǔn)確地判斷震相的實(shí)際到時(shí)。

圖6　峰度-AIC函數(shù)的最小值對(duì)應(yīng)震相的精確到時(shí)

由此可見(jiàn)，由于改進(jìn)后的SLA/LTA方法具有適應(yīng)性強(qiáng)、拾取率高的特點(diǎn)，在使用該方法進(jìn)行震相初始識(shí)別的基礎(chǔ)上，通過(guò)改良的基于高階統(tǒng)計(jì)量的AIC函數(shù)進(jìn)一步保證了識(shí)別的穩(wěn)定性和精確性。因此，本文命名上述由3個(gè)步驟構(gòu)成的識(shí)別方法為P波與S波復(fù)合自動(dòng)快速識(shí)別方法。

3　汶川地震數(shù)據(jù)的應(yīng)用與分析

將提出的P波與S波復(fù)合自動(dòng)快速識(shí)別方法應(yīng)用于記錄的2008年5月12日14時(shí)43分汶川Ms8.0級(jí)地震的主震以及其后50個(gè)余震的1548條地震的加速度，識(shí)別震相的精確到時(shí)，并與人機(jī)交互處理結(jié)果和改進(jìn)后的STA/LTA方法處理結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證提出的復(fù)合方法的準(zhǔn)確性和有效性。在判別過(guò)程中，P波的拾取針對(duì)豎直方向的加速度分量，S波的拾取針對(duì)南北以及東西2個(gè)水平方向的加速度分量。以2.1節(jié)使用的余震為例，選取茂新南新、理縣木卡和理縣沙壩3個(gè)臺(tái)站所獲得的地震加速度。其P波的到時(shí)識(shí)別過(guò)程如圖7所示，S波的到時(shí)識(shí)別過(guò)程如圖8和圖9所示。

圖7不同臺(tái)站的P波的到時(shí)識(shí)別過(guò)程(采用豎直方向加速度分量)

圖8不同臺(tái)站S波的到時(shí)識(shí)別過(guò)程(采用南北方向水平加速度分量)

為進(jìn)一步研究P波與S波復(fù)合自動(dòng)快速識(shí)別方法的準(zhǔn)確性，以人機(jī)交互結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)使用的1 548個(gè)三分量加速度的自動(dòng)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行誤差計(jì)算，其偏差分布如圖10所示。P波到時(shí)的自動(dòng)識(shí)別的結(jié)果為：拾取正確率達(dá)到91%，其中89%的誤差在0.1 s以?xún)?nèi)，平均偏差為-0.021 s，標(biāo)準(zhǔn)差為0.068 s。S波到時(shí)的自動(dòng)識(shí)別結(jié)果為：按照識(shí)別誤差小于0.5 s的精度要求，識(shí)別有效率高達(dá)85%，其中有92%的誤差在0.2 s以?xún)?nèi)，平均偏差為-0.025 s，標(biāo)準(zhǔn)差為0.169 s。

圖9不同臺(tái)站S波的到時(shí)識(shí)別過(guò)程(采用東西方向水平加速度分量)

圖10P波與S波的自動(dòng)識(shí)別與人機(jī)交互識(shí)別結(jié)果的偏差分布

P波與S波自動(dòng)識(shí)別的平均偏差基本一致，但P波識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)差以及識(shí)別率優(yōu)于S波，因?yàn)镻波屬于縱向壓縮波，其傳播過(guò)程比橫向S波相對(duì)單純，而S波的產(chǎn)生及傳播過(guò)程比較復(fù)雜，受傳播路徑的影響較大，對(duì)其識(shí)別相對(duì)有較大難度。另外，本文對(duì)P波的拾取只針對(duì)豎直方向的加速度，而S波的拾取則使用了水平2個(gè)方向的記錄，S波的樣本數(shù)量是P波的2倍，因此也會(huì)造成S波識(shí)別率要低于P波的結(jié)果?？紤]到每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)都會(huì)受到復(fù)雜

的震源、傳播路徑以及場(chǎng)地效應(yīng)的影響，根據(jù)既有研究無(wú)法實(shí)現(xiàn)百分百的識(shí)別率。

此外本文也對(duì)改進(jìn)后的STA/LTA方法與人機(jī)交互的結(jié)果進(jìn)行了比較：對(duì)于P波到時(shí)的識(shí)別，兩者之間偏差的平均值為-0.217±0.326 s；對(duì)于S波到時(shí)的識(shí)別，兩者偏差的平均值為-0.191±0.379 s。該結(jié)果表明，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的STA/LTA方法進(jìn)行改進(jìn)，大幅度提高了識(shí)別精度和速度，但由三步驟構(gòu)成的P波與S波復(fù)合自動(dòng)快速識(shí)別方法的效果更優(yōu)。

因此，綜合以上結(jié)果，本文提出的結(jié)合改進(jìn)后的STA/LTA方法以及改良的基于高階統(tǒng)計(jì)量的AIC函數(shù)得到的復(fù)合方法可以顯著提高P波和S波的識(shí)別效果。

4　結(jié)　論

(1)高速鐵路地震預(yù)警的研究就是保障預(yù)警過(guò)程的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和高效性。針對(duì)我國(guó)高鐵的特點(diǎn)，以及高鐵地震預(yù)警對(duì)時(shí)間和精度的要求，基于沿線(xiàn)路排列的原位地震監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)所必需的單臺(tái)站預(yù)警模式，本文提出了1套適合于高鐵單臺(tái)站快速準(zhǔn)確地震預(yù)警的三步驟P波與S波復(fù)合自動(dòng)快速識(shí)別理論。

(2)為了校驗(yàn)提案方法的泛用性，整理解析了具有代表性的地震——2008年汶川Ms8.0級(jí)地震的主震及余震記錄1 548條，通過(guò)將自動(dòng)識(shí)別方法與人機(jī)交互處理的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了該方法可以準(zhǔn)確、有效地應(yīng)用于具有復(fù)雜的震源、傳播路徑以及場(chǎng)地效應(yīng)的地震進(jìn)行快速預(yù)警。比之其他既有方法具有實(shí)時(shí)性、精度高、速度快的特點(diǎn)，能夠滿(mǎn)足高鐵單臺(tái)站P波或S波地震預(yù)警的嚴(yán)格要求。由于強(qiáng)震觀測(cè)點(diǎn)條件的多樣性，對(duì)P波與S波的識(shí)別率造成了一定影響，如果使用針對(duì)高鐵地震預(yù)警建設(shè)的臺(tái)站所獲得的地震記錄，那么成功率會(huì)進(jìn)一步提高。

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