0 引言

互联网新媒体的快速发展及信息的快速传播，对地震速报信息的快速发布提出新的要求（黄显良等，2015）。国家地震台网官方微博、地震速报APP、各省地震局防震减灾网，在地震发生后，均第一时间发布地震速报信息。地震速报信息的及时准确发布，可避免民间谣传对公众的影响（郑黎辉等，2009）。

北京市测震台网中心震情值班任务包括地震速报和快报、地震应急处理、台站网络监控等。当前，在破坏性地震发生后，值班员需立刻对地震波形进行分析，然后进行地震速报，监控并统计该地区强余震，同时，向政府相关部门上报地震信息，并接听群众来电，等等。以上操作均需人工进行，在地震信息统计及震情信息文稿撰写过程中，会存在一些不良因素，影响结果的可靠性（缪发军等，2009）。若以上工作由网络和计算机通过相关程序设计完成，无疑是科学而有效的，既可满足政府、媒体、公众和社会对信息获取的时效性需求，又可减轻值班人员工作量（张慧峰等，2014）。

1 地震信息上报与发布

地震信息上报指地震速报信息的上报和发布，地震速报信息服务系统涉及地震速报和地震目录2类数据。地震发生后，测震台网不但需要提供地震速报数据，还要提供地震序列目录数据服务。

1.1 地震速报数据

北京市测震台网中心地震速报工作涉及北京地区和首都圈地区的地震速报。按照中国地震局地震速报管理规定，地震发生后，值班人员需在8 min内测定地震的时间、地点和经纬度信息，通过全国地震速报信息共享与服务系统（Earthquake Instant Messenger，EQIM）

完成首都圈地区M≥3.0和北京地区M≥2.0地震的初步速报，并人工生成地震信息报告。为了防止漏报地震，北京市测震台网中心规定，速报震级界限为M≥2.7。EQIM共享系统只对达到震级速报界限的地震做出反馈，为了给北京地区地震应急值守和启动工作提供相应地震速报参数信息，北京市测震台网中心尚需负责北京地区1.5≤M < 2.0地震速报和速报信息上报工作。

依据《北京市地震速报技术管理规定》，制定北京市测震台网中心速报工作流程，见图 1，可知当某一地震达到速报震级时，值班员需多次判断并处理速报信息。地震发生时，值班室警报不断，咨询电话众多，值班员既要处理地震事件处理相关工作，还要处理行政值班事务，容易造成工作流程混乱，不利于地震速报信息的准确上报。

1.2 地震目录数据

地震目录数据指，地震分析人员对地震台网记录的管辖区域内地震事件的分析处理，内容包括地震目录和地震事件震相等详细数据，作为地震台网的重要产出供相关部门使用。地震目录数据用于日常地震数据查询，测震台网可提供多种地震目录数据服务，主要有以下方式：①地震目录数据文本格式下载，如：中国地震台网中心地震数据管理与服务系统可提供地震速报、地震日报、中国地震台网快报及正式地震等目录的文本下载; ②人机交互MSDP地震数据处理软件和EQIM客户端，均可显示并产出单点地震震中分布图，使用地震系统MapGIS二次开发软件，可批量绘制多点地震震中分布图; ③文本格式的地震目录数据经地震分析预报软件加工处理，提供图件服务。

地震目录数据服务内容丰富，专业技术人员需熟练掌握多个软件和网页操作，才能获得数据及数据图形，普通用户无法快速操作获取有用信息，降低了地震目录数据服务效率（马士振等，2015）。

2 系统设计

北京市测震台网中心首先需完成规定范围内地震速报及信息上报工作，EQIM共享系统只对达到震级速报界限的地震做出反馈，未达震级速报界限的地震数据不存储在本地数据库中，无法查询和显示，不能满足后续地震信息上报工作的准确度和时效性。其次，对于首都圈地区可监测地震，值班员使用MSDP软件对区域内地震进行分析处理，产出的区域地震目录，通过Jopens数字地震台网中心数据处理软件系统向中国地震台网中心提交。大量地震目录数据以固定格式存储在数据库中，在一定程度上不能直观显示。为了提高测震台网中心地震目录数据服务水平，可通过计算机技术实现地震目录可视化，为地震目录对外服务建立一种较为高效便捷的途径。

2.1 功能设计

地震数据需要以更直观的方式展示出来，便于数据分析和震情跟踪，结合北京市测震台网中心系统现状及震情值班工作内容，确定本系统主要功能模块及功能。

本系统功能结构见图 2，主要功能模块为最新地震公告、地震目录查询、余震信息分析，具体实现以下功能：①最新公告：监控、采集、显示北京及首都圈地区最新一次地震信息，自动或手动生成地震速报卡; ②地震目录查询：根据经纬度、时间、震级、地名为查询条件，查询历史地震信息，以列表、地图显示并生成不同格式文档; ③余震信息分析：系统按照中国地震局文件要求，对主震做余震序列数据统计，自动或手动生成文档（包括统计余震个数、绘制余震震中分布图等功能）。

2.2 架构设计

根据系统功能结构，结合北京市测震台网技术系统，设计系统架构，见图 3。

地震速报信息服务系统依托于北京市测震台网中心技术系统。北京市测震台网中心属于省级区域台网中心，技术系统主要是“十五”JOPENS数字地震台网中心数据处理软件系统（以下简称JOPENS系统）和全国地震速报信息交换系统EQIM（Earthquake Instant Messenger）。JOPENS系统主要由硬件设备系统的服务器和台网地震数据处理系统JOPENS软件包组成。基于计算机网络分布式系统，使用网络技术和数据库技术，采用地震行业专用软件相互协作方式，利用JOPENS系统，北京市测震台网中心台站观测数据通过省地震局数据传输网，汇集到北京市测震台网中心流服务设备。使用JOPENS系统，北京市测震台网中心能够实现地震速报、地震编目、数据产出、数据管理及与中国地震台网中心的数据共享与交换（吴永权等，2010）。

全国地震速报信息交换系统EQIM（Earthquake Instant Messenger），是地震速报信息交换共享平台。北京市测震台网中心单独部署一台EQIM服务器，建立EQIM子节点服务器，经客户端和服务器配置，完成EQIM地震速报信息交换系统的架设，使用NetSeis/IP网络协议接入全国地震行业专网，实现实时接收中国地震台网中心自动速报结果（AU）和正式速报结果（CC/CD）。同时，接收邻省、市测震台网的地震速报结果，各类速报信息以不同台网代码，实时存储于本地EQIM服务器（杨陈等，2009）。此外，北京市地震局承担地震编目数据产出工作，地震编目数据存储在JOPENS数据库中，有助于震情信息分析。

通过分析台网技术系统，可知地震信息服务系统实时获取首都圈最新地震速报信息，途径如下：①首都圈2.7级以上地震和北京地区2.0级以上地震速报信息，通过全国速报信息共享与服务系统EQIM，实现速报信息的统一; ②为了实现北京地区地震速报信息的生成，以北京测震台网中心对该区1.5≤M < 2.0地震速报信息测定结果为准，针对该区1.5≤M < 2.0地震进行短信平台监控。

2.3 数据库设计

系统各模块功能实现以数据库为核心和基础，Jopens系统中的MSDP软件处理地震目录数据并存储，称为JONPES数据库。EQIM共享系统对达到震级速报界限的地震做出反馈，未达震级速报界限的地震数据不反馈，不存储到EQIM数据库。

地震速报信息服务系统涉及2个数据库，为了不影响北京市测震台网技术系统的数据库，需单独建立地震信息服务系统速报数据库。当震级速报界限M≥2.7时，地震速报信息服务系统由EQIM数据库获取地震速报数据，显示在客户端界面，同时存入北京市地震局地震速报库。当北京地区震级速报界限在1.5≤M < 2.0时，地震速报信息服务系统对短信平台进行监控，获取地震速报数据，存入地震信息服务系统数据库。

地震速报信息服务系统数据库设计地震速报信息表（earthquakeinfo），用于存放地震速报的基本信息，包括地震类型（天然、塌陷、爆破等）、发震时间、震级、震中经纬度、震源深度、震中地名、台网代码。具体表结构设计见表 1。

2.4 地震数据可视化设计

通过软件客户端平台，将地震速报的定位结果显示在百度地图上，得到地震震中电子地图。软件设计提供默认地图、地形图、卫星图 3种地图类型切换显示。地震的震中位置显示界面需考虑：①地图显示比例。截屏后的地震震中位置图需符合文档生成报告的格式; ②图片截取时间点。地震事件信息的获取和处理采用自动方式，务必按照事件处理的先后顺序截取图片，否则易出现震中地图未显示完整即被截取的现象。

百度地图生成地震震中位置图插入相应文档，需考虑位置图的大小，防止过大或过小，影响文档生成效果，地图显示提供比例尺进行放大、缩小操作，具有详细信息显示功能，增加数据可视化，可满足地震速报信息显示的需求。

为实现历史地震目录数据的查询结果与数据下载可视化，设计数据列表，把查询结果标注在百度地图上。将查询结果进行二次分析，统计该时段地震数量及最大地震，以柱状图和详细信息列表予以显示，并可绘制震级与时间关系图。

3 系统功能实现 3.1 系统开发环境

北京市测震台网地震速报信息服务系统基于C/S结构，采用Microsoft Windows 64位作为操作系统，集成开发环境为Microsoft Visual Studio 2010专业版，数据库版本为MySQL5.5。

3.2 最新地震公告模块实现

最新地震公告模块作为软件首页，自动将最新地震速报数据和百度地图API地图结合，生成实时地图图件，自动生成地震速报卡。

3.2.1 地震速报信息实时监控显示

本系统对首都圈2.7级以上地震和北京地区2.0级以上地震速报信息的实时监控，采用定时扫描EQIM本地数据库中的gshare_catalog数据库表的办法进行数据读取（刘平仁等，2016）。当地震发生时，数据库中有相应“CA”省级地震台网上报的地震初报结果，“CD”符合省级地震台网速报震级，但小于国家地震台网速报震级地震的正式速报结果，“CC”达到国家地震台网速报震级的正式速报结果记录，若震级符合北京市测震台网速报要求，则需自动读取数据库表的各项数据段，将最终检索结果入库，在最新地震公告界面实时显示，并生成地震速报上报文档（赵国峰等，2014）。

EQIM地震速报信息接收流程见图 4，具体实现流程如下：打开系统，自动连接并搜索EQIM数据库，实时监控是否有新数据产生，如有则进行台网标识和震级判断，在软件首页显示，并在百度地图中显示震中位置，自动或手动生成震情信息文件。

由于北京首都的特殊性，当地震震源深度较浅或具有一定影响力，必须向相关部门进行汇报。但现有系统只局限于短信发送，并不提供纸质信息，也不能自动生成有效信息。为了实现北京地区地震速报信息的生成，针对该区M < 2.0地震，进行短信平台UDP监控。把震级小于2.0级的速报地震统称为小地震速报，信息接收流程见图 5，具体实现流程如下：开启UDP短信监控，接收短信平台发布的地震速报信息予以解析，进行震级判断和区域判断，若为首都圈地震，则在首页显示信息和震中分布图，并自动或手动生成北京市地震局地震速报卡，否则生成错误报告。

3.2.2 文档生成

北京市测震台网中心承担着把震情信息报送不同行政部门的任务，各种地震信息均以固定格式的Word文本进行上报（地震三要素信息格式相同）。研究Word对象模型，预设需要报送的震情信息模板，本系统自动提取地震三要素信息，通过计算机程序打开指定格式的Word模板（根据上报文件要求制作），向模板指定位置添加地震信息。

在Word文档编辑中，书签功能用于定位。制作上报信息模板，具体步骤如下：根据信息上报要求设置相应固定格式，在发震时刻、震中纬度、震中经度、震级、震源深度、参考地名、震中分布图后加入书签; 在C#中调用Word的com组件，创建wordapp对象，打开document，在指定位置插入书签对象，实现速报信息在Word文档的指定位置显示（阎楷，2010）。

系统启动即开始监控数据库，最新地震公告模块在数据库中检索地震速报新信息，建立Word震情模块，把地震的发震时刻、震中纬度、震中经度、震级、震源深度、参考地名、震中分布图插入相应书签位置，自动生成以年月日时分为文件名的Word文本，存储在指定文件夹。如：2016年10月6日23时27分在河北唐山市开平区发生3.0级地震，生成文件名为201610062327.doc的Word文本，并放在指定的baogao目录下。若同一时间、地点连续发生地震，需注意避免生成同一文件。

4 软件功能展示

北京市测震台网地震速报信息服务系统包括最新地震公告（首页）、地震目录查询、余震信息分析3个模块，具体功能介绍如下。

4.1 首页最新地震公告模块功能

双击启动系统软件，弹出系统客户端地震信息服务系统主界面，见图 6。软件界面上部为3个功能模块的链接，下方左侧为地震速报信显示区，显示地震速报部门、发震时间、震中经纬度、震源深度、参考地名，值班表调整区，可以根据情况调整当天值班人员名单，文档生成区有自动导出和手动导出2种方式。下方右侧为地图显示区，显示震中位置，地图可以切换、放大和缩小，以提高震中位置显示精度。

4.2 地震目录查询模块功能

地震目录查询主要针对历史地震目录，可进行单一或综合条件查询，其中：单一查询指按区域、时间、经纬度等单一条件进行查询; 综合查询指以区域、经纬度、时间混合方式进行查询，可以查询不同区域、不同时间段的地震。如：区域选择“北京”，时间选择2018/1/1—2018/5/11，其他默认，查询结果显示方式有列表、地图、统计、震级与时间关系图。将地震目录查询结果以表格形式显示在客户端，见图 7，支持以Excel、图片、运行报告等方式导出查询结果。

系统无需创建地图平台，调用百度地图API接口即可实现地图应用，减少了服务器购置、地图更新、后期管理维护等费用支出，可避免地图使用过程中的涉密问题。将地震目录查询结果标注在地图上，能够显示地震详细信息，具体地图显示方式见图 8。

根据地震目录查询结果可以进行简单的2次分析，即：统计该时间段的地震数量，查询显示该区间段内最大地震，统计区间最大地震（图 9）。查询结果可以选择Excel报表方式，输出结果见图 10，其他方式不再展示。

通过绘图可以显示震级随时间变化的频率关系，震级与时间关系图也被称为地震M—T图，横轴为时间T，纵轴为震级M。每次地震用一条竖线来表示，通过M—T图中地震标志线的疏密及长短表示地震密度及强度变化。为了显示更直观，选取区域为北京、河北、天津，时间为2016-09-01到2016-12-01的地震数据绘制地震M—T图，震级与时间关系见图 11。

4.3 余震信息分析模块功能

余震信息分析模块主要是实现强震后的余震地震信息统计，统计某个强地震发生后，该地区在接下来的时间里发生的地震情况进行统计汇总。余震分析模块界面主要包括查询条件、余震序列查询功能、主震查询、显示方式、导出方式，见图 12。

余震信息分析模块具体使用步骤如下，某个强地震发生后，设置查询条件为该次强地震的经纬度为基准经度、基准纬度，误差范围默认为±2（可根据需要调整）; 设置该次强震发震时刻为开始时间，结束时间根据统计需要设置。余震信息分析模块连接JOPENS系统数据库，余震序列查询是指查询此次大震后发生的地震，显示发震时间、经纬度、深度、震级等。通过列表显示该次强震的余震序列，使用删除选中行功能删除与此次地震无关的余震序列。主震是查询该次强震的发震时间、经纬度、深度、震级、震中地名并显示。完成以上设置并显示查询结果，导出生成余震统计文档。

5 结束语

北京市测震台网地震速报信息服务系统基于测震数据库结构，使用地震速报信息服务系统软件，完善了北京地震速报数据库，使得数据库信息管理更加智能化，有效减轻了地震速报人员人工上报信息的工作量，提高了工作效率，同时确保了地震速报等相关信息统计、上报的质量，推进了地震速报信息上报统计的自动化。

该软件界面美观，安装简单，操作方便快捷，运行速度快，在今后使用过程中，可以根据实际工作需要增加功能模块，不断升级完善。