0 引言

随着“一带一路”建设的不断推进，怎么更好地保障“一带一路”取得的建设性成就摆在我们面前，尤其是“一带一路”的地震安全保障。据统计，全球地震活动和地震灾害主要集中于欧亚地震带和环太平洋地震带，而丝绸之路经济带恰恰与欧亚地震带相重叠，海上丝绸之路也有不少国家地处环太平洋地震带(马宗晋等，1991；赵小艳等，2007；徐纪人等，2008；蔡晓光等，2011)。因此，开展与“一带一路”沿线国家及地区的地震安全合作变得尤为重要。目前，中国地震局已与“一带一路”沿线41个国家建立了双边合作关系，在地震监测、震灾预防、应急救援和科学技术研究等领域开展了积极合作(杨涛等，2016；中国地震局国际合作司，2018)。

老挝作为中国的近邻，地处东南亚中南半岛中北部，在大地构造上位于特提斯构造域东段与西太平洋构造的相交接地带，隶属于印支路块区，地质构造比较复杂，北部发育众多活动断裂，历史上多次发生大地震(姚伯初，2000；王宏等，2015；刘书生等，2018)。然而，老挝目前仅有2个地震台(分别位于琅勃拉邦和腊肖，为中老合作建设的地震台，运行已近10年)，监测能力薄弱，靠现有地震台确定的震中精度和响应速度已远远无法满足老挝当今国家经济发展和社会安全的需要。为进一步加深中老两国政府和人民的友谊，促进双方的地震科技合作，扩大“一带一路”的实质性影响，应老挝政府提出的援建请求，中国政府无偿为老挝建设一个国家级的多学科、高精度、高分辨率和实时动态的多维地震监测网络——老挝国家地震监测网络(Lao National Earthquake Monitoring Network，下文简称LEMN)(李瑜等，2019)。

截至2019年底，LEMN已建设完成，正式进入试运行阶段。本文就LEMN的布局和组网进行详细阐述，以及时总结地震监测台网建设经验，更好地为未来类似项目提供参考经验。

1 简介

LEMN是中国无偿援助老挝的一项利国利民项目，于2016年8月经中国商务部正式批复立项，总投资3 950万元，2017年3月投入建设，为期3年，项目总包单位为中国地震台网中心(China Earthquake Networks Center，简称CENC)，项目受援业主方为老挝自然资源与环境部气象水文厅(Department of Meteorology and Hydrology，简称DMH)。LEMN已于2019年11月底完成土建建设、软硬件安装与调试、系统安装与集成等工作，提前进入台网试运行阶段(李瑜等，2019)。

LEMN包含1个国家地震数据中心(位于老挝首都内比都)和分布老挝全境的17个综合地震台(其中，2个已有台站分别为琅勃拉邦台和腊肖地震台)，测震台站分布见图 1，图中红色五角星表示中方援建台站，蓝色五角星为原有地震台，红色实心圆表示新建老挝国家地震数据中心(位于万象)，黑色实线表示断层(Pailoplee et al，2009)，空心圆表示1900—2019年老挝境内发生的4级及以上地震(地震目录来自https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/)。老挝国家地震数据中心部署配套数据系统及软件，具备数据实时接收、存储、处理及信息发布等功能；综合地震台配备测震、强震动、GNSS和流动重力等观测系统，配套市电/太阳能供电系统、Internet专网/4G无线通信系统和监控系统。

LEMN正式运行后，中方将提供为期5年的台网示范性运维保障服务，同时对老挝工作人员进行专业技术培训，期满由老挝气象水文厅负责运行维护与管理。

1.1 LEMN技术指标

LEMN的主要技术指标包含以下几个方面。

(1) 地震技术指标。考虑到老挝南北地震活动性的差别(Pailoplee et al，2014, 2017)，将其划分为北部监测区和南部监测区。其中北部监测区为首都万象以北的地质构造活动区，南部监测区主要为Paksong火山活动区域。在监测区内，可定位的地震震级下限为M 3.0，震中定位精度优于10 km，自动速报时间短于15 min。

(2) GNSS技术指标。观测站坐标年变化率精度水平分量优于2 mm，垂直分量优于3 mm。

(3) 重力联测指标。相对重力联测单台仪器单程段差联测精度优于20×10^-8 m·s^-2，全网平差后重力点值精度平均值优于15×10^-8 m·s^-2。

(4) 观测数据指标。LEMN数据获取能力为6.5 GB/天，数据在线存储量为10 TB，可实时接收并处理约100个台站数据。其中地震连续波形数据以SEED格式存储(International Federation of Digital Seismograph Networks et al，2012)，GNSS数据以RINEX格式存储(IGS et al，2013)，相对重力联测数据以DAT文本格式存储。

(5) 网络通信与安全指标。地震综合观测台站到数据中心网络时延小于400 ms；老挝国家地震数据中心到其国内网络时延小于300 ms；系统内使用的网络通信线路，应满足数据安全传输要求，在使用互联网、3G/4G等公共网络资源进行通信时，应使用VPN、隧道加密等技术实现网络安全传输。

1.2 LEMN作用

LEMN作为老挝唯一的国家级地震监测台网，其首要作用是，基于实时获取的地震观测数据，快速自动确定老挝境内及周边区域发生的地震位置、大小等基本信息，并第一时间向老挝国内相关机构及媒体发布地震信息；其次，LEMN产出的各类观测数据，可为用户提供完整、连续、可靠的综合监测数据服务，为解决地壳运动、地震预测、大地测量学、大气科学、空间科学等相关科学问题提供重要基础数据，同时可在防灾减灾、基础测绘、交通运输、精准农业、导航应用等领域发挥巨大的科学效益、社会效益和经济效益；最后，LEMN为老挝开展更加广泛的地区及国际地震科技合作提供了平台，促进了老挝地震事业的发展。

2 LEMN台网布局

LEMN是一个区域性(老挝本土)、多用途的多维地震监测网络，由分布于老挝全境的17个综合地震台组成。LEMN旨在使老挝具备大部分地区(主要是南北地震监测区)M 3.0以上地震的监测能力，故LEMN的台网布局遵循“总体均匀，局部加密”的总原则。“总体均匀”是指对于老挝南北部地震监测区，各区地震台站均匀分布，台站站间距维持在约110 km；“局部加密”是指在万象首都区台站进行一定加密，站间距缩短至约70 km。

除此之外，LEMN具有地震、强震、GNSS和重力等监测手段，故在布网时充分兼顾其他观测手段，例如：对于活动断裂众多的北部地震监测区进行监测，可考虑跨断层基线观测和后续重力联测时从中国引点以缩短测段距离，等等。

3 LEMN台网技术系统

LEMN作为中国援建老挝的一个高精度、高时空分辨率、实时动态的多维地震监测网络，所需软硬件设备均统一标准配备，可为后续标准化安装、规范化运维奠定坚实的基础。

3.1 台站基本配置

LEMN所属台站配备设备按照功能可以划分为观测设备、通信设备、供电设备、避雷设备和监控设备，台站各设备间物理链接见图 2。

(1) 观测设备。观测设备包含短周期地震计(北京港震GL-CS2)、甚宽带地震计(北京港震GL-S120、BBVS-120)、加速度地震计(北京港震GL-A4)、6通道数据采集器(EDAS-24GN)、GNSS接收机及天线(天宝NetR9 & 扼流圈TRM59900.00)和气象仪(WUSH-PTU300)。所有台站均配备加速度地震计、GNSS接收机及天线、气象仪和6通道数据采集器。其中：GL-S120型甚宽带地震计安装于北部琅南塔和南部巴色站，BBVS-120型甚宽带地震计安装于北部琅勃拉邦和中部腊肖站，其余台站均配备GL-CS2型短周期地震计。

(2) 通信设备。通信设备包含工业级路由器(带交换功能)和4G无线路由(备份)。

(3) 供电设备。供电设备主要为台站用稳压器(市电和太阳能)、UPS电源及蓄电池、太阳能板及控制器(太阳能供电台站)。

(4) 避雷设备。避雷设备主要为室外避雷针及避雷带、室内电源避雷器、PDU电源电涌保护器等。

(5) 监控设备。监控设备主要是UPS监控模块、VOIP语音电话和视频监控。

3.2 组网

隶属LEMN的老挝国家地震数据中心，负责将分布全国的地震台站通过Internet的VPN专网(3G/4G通信作为备用通信链路)方式链接起来，最终形成一个完整的地震监测台网，网络链接见图 3。该数据中心主要配备核心网络通信系统、云平台系统、数据存储系统、信息发布与数据分析系统、IP语音系统、运维监控系统等，具体见图 4。

LEMN中所有台站的监测数据均实时通过网络传输至数据中心。以实时接收的地震数据为例，简要说明地震数据处理流程，具体流程见图 5。

数据中心的数据接收与发送系统实时接收来自LEMN和国际共享台站的波形数据，进入实时数据处理系统进行自动解算，同时，波形数据被连续记录并存储。此时，实时监控系统对实时波形数据进行波形信号监控，一旦检测到地震信号，实时数据处理系统就将包含此地震信号的数据形成地震事件数据文件进行存档，并连同连续记录的连续数据文件一并提交给人机交互处理系统进行事件再判别，倘若强震计被触发，则相应形成强震事件文件，并自动传递给强震分析软件，进行事件再分析。

4 展望

LEMN所构建的是一个综合的、高精度的、动态的多维地震监测网络，多监测手段使得对地震全频带监测成为可能，同时，其不仅可以满足老挝国家及人民对地震安全的需要，而且将在基础测绘、天气预报、位置服务等方面发挥重要作用。

LEMN是中国自主地震观测技术向东盟国家推广和应用的一个典范工程，更是“一网多用”的代表，它对对体现南南合作框架下我国在国际发展合作中发挥的建设性作用，增强东盟—中国之间的合作，促进东盟区域发展，扩大“一带一路”的实质性影响，同时加深中老两国政府和人民的友谊，促进双方的地震科技合作，推动我国自主地震观测技术在东盟国家的应用和发展，都具有重要意义。

LEMN台网的布局、组网、设备配备、台网链接方式等，对我国未来省域地震监测台网和新时代援外台网的建设，具有重要的、实际的参考价值。