В двух работах, опубликованных 6 декабря в Сейсмологических Письмах об Исследовании, исследователи описывают ключевые компоненты и платформу тестирования для прототипа система ShakeAlert, теперь проверяемая в Калифорнии, Орегоне и Вашингтоне.Развитие ShakeAlert показало, что плотная сеть сейсмических станций, быстрая передача сейсмических данных к центральной обработке и аварийной станции, быстрым путям для распределения аварийной информации пользователям, и образования и обучения о том, как использовать тревоги, все необходимы для прочной системы раннего оповещения, сказала Моника Кохлер, преподаватель исследования Калифорнийского технологического института в Отделе Машиностроения и Гражданского строительства.Хотя ShakeAlert был развит для Западного побережья, аналогичная система могла использоваться для дальнего обнаружения землетрясения в местах, таких как Аляска, Гавайи и даже в местах, таких как Оклахома, где вызванные землетрясения – главный источник сейсмического повреждения. «Мы получали вопросы вроде, ‘мы можем попробовать Вашу систему, где мы живем?’ или ‘действительно ли мы можем держать Вашу систему в строевой стойке?’» Колер заявил. «Ответ в теории да, но там должен существовать эти определенные основные элементы».Больше станций, более быстрые скорости
ShakeAlert был развит, используя сейсмические данные, собранные Advanced National Seismic System (ANSS), национальной коллекцией сейсмических сетей, поддержанных американской Геологической службой. Приблизительно 760 сейсмических станций теперь способствуют ShakeAlert.
Одна из «верхней части списка» приоритеты для улучшения дальнего обнаружения Западного побережья, заявил Колер, будет добавление еще почти 1 000 станций в этих сетях.«Части Лос-Анджелеса и Сан-Франциско охвачены вполне прилично региональными сетевыми станциями, но много областей Калифорнии, Вашингтона и Орегона не покрыты очень хорошо», объяснил Колэр. «Есть некоторое финансирование в работах, чтобы получить некоторые новые станции в месте, но прямо сейчас недостаточно закончить региональные множества, которые необходимы для дальнего обнаружения землетрясения в его самой прочной форме».Чтобы исправить часть этой нехватки, система ShakeAlert проверяет использование «волонтерских» акселерометров, главным образом в области Лос-Анджелеса, которые достаточно чувствительны, чтобы обнаружить землетрясения и могут быть включены в бизнесе или домой, обойдя более дорогое разрешение и установку, необходимую для полномасштабной сейсмической станции.Даже в местах, где плотная сеть станций уже существует, некоторые станции испытывают недостаток в быстродействующей и надежной телеметрии – возможности передачи данных, которые включают все от радиоволн до спутникового и коммерческого Интернета, чтобы послать сейсмические сигналы в центральный центр обработки данных в режиме реального времени. «С дальним обнаружением землетрясения название игры быстро», заявил Колер. «Сигналы к центральной обработке должны быть быстрыми, и центр обработки в свою очередь должен быть в состоянии отослать тревоги своим пользователям достаточно быстро, чтобы быть полезным.
Часть финансирования, которое необходимо для дальнего обнаружения землетрясения, должна быть помещена в модернизацию существующей телеметрии».Улучшенные алгоритмы
Алгоритмы ShakeAlert теперь оценивают «точечный источник» для землетрясения, но «мы работаем над способностью включить алгоритмы, которые могут обращаться с очень большими землетрясениями, которые происходят способом, который не может быть приближен к единственному пункту», заявил Колер.Текущая версия системы, она сказала, менее успешна в обеспечении полезных предупреждений о землетрясениях, которые разрывают длинный раздел ошибки и развиваются со временем, такие как землетрясение M9.1 2011 Тохоку в Японии.Команда ShakeAlert также проверяла систему против прошлых и событий землетрясения в реальном времени, смотря на его способность определить параметры, такие как величина землетрясения, эпицентр и время происхождения, и какой длины задержка между началом землетрясения и время, пользователь получает тревогу. «Но то, о чем действительно заботятся конечные пользователи, – насколько серьезный землетрясение будет в их местоположении, таким образом, мы также теперь проверим алгоритмы, которые могли обеспечить эти данные», заявил Колер. «Мы полностью ожидаем, что у будущего повторения ShakeAlert будет оценка землетрясения как одна из самых основных частей тревоги».Когда ShakeAlert расширился из Калифорнии, чтобы включать Вашингтон и Орегон в апреле 2017, разработчики также создали единственный набор алгоритмов, которые могли использоваться в Тихоокеанской Северо-западной и Северной и южной Калифорнии.
Проблема, заявил Колер, должен был развивать стандартный набор алгоритмов, которые могли составлять различную архитектурную окружающую среду в каждом регионе, включая офшорную зону субдукции на Тихоокеанском Северо-западе и главным образом береговые ошибки в Калифорнии.Что хотят пользователиС начала у ShakeAlert была устойчивая группа пользователей бета-версии – в пределах от правительственных учреждений к компаниям – кто помог команде с ценной обратной связью для системы.Например, команда ShakeAlert узнает больше от своих пользователей бета-версии о том, сколько неуверенности пользователи будут терпеть в тревогах и как быстро против того, как точный они хотят, чтобы те тревоги были.
ShakeAlert работает со сторонними компаниями, чтобы решить, как распространить тревоги, что формируется, тревоги должны взять, и какая информация находится в тревогах – и нет единого подхода, отмеченный Колер.Например, у школы может быть более высокая терпимость к ложным тревогам – студенты потеряют несколько минут инструкции, ныряя под их столами – но железная дорога или сборочный конвейер оборудования могут хотеть закрыть операции только для большинства тревог высокой уверенности.«Мы изучаем, какова их терпимость аварийного времени против точности», заявил Колер. «Поскольку, чем раньше Вы хотите тревогу, тем менее точный это будет. Если Вы будете ждать большего количества данных, чтобы произвести тревогу, более точное, то это будет».
Когда ShakeAlert двигается к более широкому общественному использованию, Колер и ее коллеги надеются, что их бумаги SRL будут служить хорошим напоминанием всех элементов, необходимых для систем раннего оповещения землетрясения.«Иногда есть неправильное восприятие, что все, в чем Вы нуждаетесь, является хорошим алгоритмом или всем, в чем Вы нуждаетесь, небольшое множество сейсмометров в Вашей области интереса, но или один из тех или даже они оба не собираются получать Вас очень далеко с точки зрения производства прочной системы по большой сейсмически активной области», заявил Колер.