2021年7月，内蒙古测震台网运行实时智能地震处理系统（RISP）。该系统基于深度学习技术（Perol et al，2018），利用PhaseNet模型（Zhu et al，2019）和EQTransformer模型，对测震台网产出的seed格式波形进行处理，自动产出地震目录。该系统既可以在线实时处理测震台网地震波形，也可离线计算历史波形，通过自动拾取波形震相从而定位形成地震目录（廖诗荣等，2021a）。

内蒙古和林格尔地处华北断块区，位于近EW向阴山—燕山断褶带、NS向鄂尔多斯断块拗陷和山西断块隆起的交会地区（徐杰等，1978），地质结构复杂，历史上多次发生6级以上强震。2020年3月30日和林格尔发生M_L 4.5地震，震中位于鄂尔多斯块体北缘阴山地震带，震前鄂尔多斯块体北缘4.0级地震出现长时间平静异常现象。此次地震的发生，打破了自2005年以来阴山地震带M_L 4.0以上地震的长期平静（张晖等，2021）。

基于该研究区域地质构造环境的复杂性和地震带的特殊性，将此次M_L 4.5地震作为主要研究对象，使用实时智能地震处理系统（简称RISP系统）的离线计算功能，对此次地震发生前后30天内内蒙古测震台网记录的连续波形数据进行处理，产出研究区域自动处理地震编目目录（以下简称自动目录），将自动目录与测震台网产出的人工分析编目目录（以下简称人工目录）进行对比分析，验证RISP系统在内蒙古测震台网使用的可靠性。

RISP系统由廖诗荣团队开发（廖诗荣等，2021b），其技术架构见图 1，具体流程如下：使用测震台网JOPENS系统调取历史台网卷波形，利用PhaseNet算法和EQTransformer算法，识别并拾取触发台站震相的到时、初动方向等信息，通过关联和定位模块进行组合关联，使用NLLoc定位程序进行定位（Lomax et al，2009），对触发台站波形进行DD-1仿真（Kanamorih et al，1999），识别Sg震相到时，自动量取最大振幅，基于GB 17740—2017《地震震级的规定》确定震级（刘瑞丰等，2018）。

图 1(Fig.1)

图 1 RISP系统技术架构 Fig.1 RISP system technical architecture

2020年3月30日和林格尔发生M_L 4.5地震，由于震区地震台站分布稀疏（7个台站，图 2），台间距较大（台间距均值为79 km），微震拾震能力较低（PMC评估为M_L 2.2以上）（刘芳等，2014），一些人工处理事件被认为是单台事件，对于微震事件波形，人工识别能力较差，人工遗漏分析事件现象不可避免。针对人工震相识别速度慢、微震识别难等问题（刘芳等，2013），使用RISP系统进行地震检测。

图 2(Fig.2)

图 2 台站分布 Fig.2 Distribution map of seismic station

（1）离线检测。选取2020年3月30日前后30天内连续波形记录，运行RISP系统，对内蒙古测震台网进行离线数据测试，参与计算台站与人工编目一致。运行结果显示，RISP系统共产出自动目录78条，地震数约为同时段人工目录的2.5倍（人工目录仅31条）。

人工目录与自动目录事件分布见图 3（图中红色圆点为人工目录震中，蓝色圆点为自动目录震中），可见在2种目录下，地震集中分布范围较为一致，只是自动目录地震分布更广。自动目录与人工目录中地震的震级与时间分布见图 4（图中黄色代表自动目录，蓝色代表人工目录），其中2个目录地震数量与时间的变化趋势见图 4(b)。由图 4可见，与人工目录相比，自动目录拾取了更多M_L 1.2以下地震，而对于M_L＞1.2地震，自动目录拾取数量也较多；M_L 4.5主震发生前，震中周边区域地震数量逐渐增多，且主震发生后5天内地震数量急剧增加，随后逐渐递减，符合大森定律（钱晓东等，2001）。

图 3(Fig.3)

图 3 自动目录与人工目录震中分布 Fig.3 The epicenter distribution map of the automatic catalog and manual catalog

图 4(Fig.4)

图 4 2020年3月30日和林格尔ML 4.5地震自动目录与人工目录M—T图及发震前后余震数量统计 Fig.4 M-T map of automatic and manual catalogs of the aftershock sequence of the Helingeer ML 4.5 earthquake on March 30, 2020

（2）地震匹配。为了更好地分析自动目录的可靠性，利用程序设定匹配阈值，对人工目录与自动目录进行匹配分析，其中：震中位置偏差设定为±20 km，发震时刻误差设定为±2 s。匹配结果如下：自动目录匹配人工目录（下文简称匹配目录）30条，自动目录未匹配人工目录（下文简称漏分目录）1条，自动目录比人工目录多检出事件目录（下文简称多检目录）为48条（表 1）。也就是说，匹配地震目录30条，漏分地震目录1条，匹配人工目录与人工目录的比值，即事件召回率高达约96.8%，数值越高，表明RISP系统自动产出目录与人工目录匹配度越高。

表 1(Table 1

表 1 目录统计Table 1 Statistical table of catalogs 人工目录 （man） 自动目录 （AI） 匹配目录 （pp） 漏分目录 （pp-man） 多检目录 (AI-pp) 31 78 30 1 48

表 1 目录统计 Table 1 Statistical table of catalogs

由2020年3月30日和林格尔M_L4.5地震的自动目录匹配结果可知，RISP系统对研究区域人工目录的匹配较好。

对漏分地震目录（仅1条）进行检查，发现RISP系统已检测到该地震震相，因仅识别出4个震相而未关联定位形成自动事件目录，可见该系统在研究区域具有较强的地震事件检测能力。

对于多分目录的48条数据，人工浏览波形核实发现，其中13条为人工目录中的单台地震，19条为不在人工目录中的地震事件（未进入人工分析），9条为未达到人工处理震级要求的非天然事件，7条为因干扰较大致人工无法识别的微小余震。

为了进一步验证该系统的匹配性，基于震相到时差和地震定位结果参数，对自动目录检测事件波形进行人工复核，结果见图 5、图 6。

图 5(Fig.5)

图 5 自动目录与人工目录P、S到时差 Fig.5 The P-phase and S-phase arrival time differences between automatic and manual catalogs

图 6(Fig.6)

图 6 匹配目录定位结果参数对比 Fig.6 Comparison of location results for matched events

由图 5可知，自动目录与人工目录Pg、Sg震相到时差大部分趋于±0.25 s，占比约85%，2个目录的震相到时差越趋近于0，表明自动目录与人工目录识别的震相到时越接近；与Sg震相相比，Pg震相到时差趋近于0占比更大，说明基于该震相自动识别地震精度更高，更准确，符合震相识别规律。

由图 6(a)可知，匹配目录中发震时刻差值均在±2 s之间，且多为负值，表明由RISP系统关联的震相定位事件发生时间比人工目录早。可能是因为，RISP系统的关联定位模块采用NLLoc定位方法进行地震定位，使用华北区域地壳速度结构模型；而人工目录多采用单纯型法和HapSat定位方法，而且使用了内蒙古区域一维地壳速度结构模型（贾昕晔，2019），人工目录使用本区域速度模型计算发震时刻更为准确。图 6(b)绘出自动目录与人工目录地震定位距离的差值分布，可见除2个事件的定位距离差值大于10 km外，其他匹配目录事件的定位距离差值均在10 km范围内，且差值越小，匹配目录条数越多。图 6(c)绘出2种目录地震定位深度差值分布，鉴于人工目录定位深度的取整原则，2种目录的地震定位深度差值分布较为分散。图 6(d)绘出2种目录的震级差值分布，可见二者震级偏差较小，趋近于0。

为了检验RISP系统在内蒙古测震台网的运行实效，选取2020年3月30日内蒙古和林格尔M_L 4.5地震序列主震前后30天内蒙古测震台网记录的连续波形数据，进行RISP系统的离线计算，就地震检测、到时拾取、震相关联到地震定位和震级测定功能等进行测试，结合人工地震编目结果，对RISP系统自动产出目录进行分析，得出以下结果：

在地震台站分布稀疏的内蒙古和林格尔地区，RISP系统自动检测到78个事件（人工目录仅31条），事件识别数量约为人工目录的2.5倍，误检率低，其中匹配目录有30条，事件召回率高达约96.8%。在RISP系统成功匹配的地震事件中，自动目录与人工目录在发震时刻、震中位置、震级、P和S震相到时方面的偏差均较小，且匹配目录与人工编目结果基本保持一致，其中震中偏差一般分布在±10 km范围内，发震时刻偏差分布在±2 s范围内，基本符合人工编目误差范围要求。

与人工目录相比，RISP系统自动产出速度快，且其产出的余震序列，基本包含人工编目结果，而且涵盖较多人工未处理事件。基于该系统，可为地震台站稀疏地区提供更加丰富的地震目录资料，对大震应急、震后趋势判定和发震构造研究等具有重要意义。RISP系统对于微震识别具有显著优势，但事件类型判定（地震和非天然事件判定）仍有待完善。