Детектор землетрясений

Детектор землетрясений — компонент. Предназначен для обнаружения и классификации сейсмических событий в радиусе около 200 км.

Внешний вид компонента

Режим проектировщика Режим оператора
Детектор землетрясений - Режим проектировщика Не имеет

Параметры:

Входные

  • канал X — имя канала компоненты X;
  • канал Y — имя канала компоненты Y;
  • канал Z — имя канала компоненты Z;
  • вкл\выкл — включение детектора землетрясений.

Выходные

  • Да/нет — наблюдается или нет событие;
  • Тип — тип последнего события;
  • Магнитуда — магнитуда последнего события;
  • P-фаза, tp — время вступления P-фазы последнего события;
  • S-фаза, ts — время вступления S-фазы последнего события;
  • Дистанция — расстояние до эпицентра последнего события, км;
  • Пеленг — пеленг направления прихода волны P-фазы, град. от 0 до 360;
  • Данные X — исходные данные последнего события по компоненте X;
  • Данные Y — исходные данные последнего события по компоненте Y;
  • Данные Z — исходные данные последнего события по компоненте Z.
  • Начало, t0 — начало события в очаге.
  • P-фаза tp — время вступления P-фазы.
  • S-фаза ts — время вступления S-фазы.
  • Начало, t0 — начало события в очаге.
  • Tx — основной период по X.
  • Ty — основной период по Y.
  • Tz — основной период по Z.

Настраиваемые свойства:

Общие свойства (окружение)

Частные свойства (в скобках значение, установленное по умолчанию):

  • Fmin (0.5) — нижняя частота полосового фильтра при детектировании, Гц;
  • Fmax (10) — верхняя частота полосового фильтра при детектировании, Гц;
  • PreHistory (2) — время предыстории с фоновыми шумами, в разах от длительности STA (не менее 2);
  • ThresholdSTA (3) — порог детектора STA/LTA;
  • ThresholdAccelEvent (0.03) — порог землетрясений по пиковому ускорению за событие, м/с^2;
  • LevelWavelet (4) — уровень разложения при вейвлет-фильтрации сигнала;
  • TimeSTA (10) — длительность короткого окна детектора STA/LTA, сек;
  • TimeLTA (190) — длительность длинного окна детектора STA/LTA, сек;
  • Typewavelet (2) — материнский вейвлет при выполнении вейвлет- фильтрации сигнала;
  • Activate (false) — состояние работы;
  • SpeedPhaseP (6.8) — скорость распространения P-фазы, км/с;
  • RatioSpeedPSpeedS (1.74) — отношение скоростей распространения P-фазы и S-фазы;
  • BearingY0 (0) — пеленг вектора Y используемого сейсмоприёмника, град. от 0 до 360;
  • GroupWork (true) — возможность работы компонента в группе;
  • FminForMag (0.2) — нижняя частота полосового фильтра при расчёте магнитуды, Гц;
  • FmaxForMag (20) — верхняя частота полосового фильтра при расчёте магнитуды, Гц;
  • TimeAverage (0.2) — время усреднения при использовании поляризационного анализа, в разах от длительности STA (не более 1);
  • ThressholdZigZag (1) — время значимости при использовании поляризационного анализа, от от 0.1 до 10 сек;
  • NeedDTU (false) — необходимость записи промежуточных результатов в dtu-файлы;
  • SeismicSensorOk (true) — состояние работы сейсмоприемника;
  • Magn_A (0) — мультипликативный коэффициент формулы расчёта магнитуды;
  • Magn_B (0) — аддитивный коэффициент формулы расчёта магнитуды.
  • Magn_C (0) — аддитивная поправка магнитуды, учитывающая условия установки датчика.
  • TimeAverageForMainPeriod (0.5) — время усреднения при определении преобладающих периодов.

Типы событий:

  • 1 — событие, у которого была определена только одна фаза;
  • 2 — событие, у которого были определены две фазы, но максимальная амплитуда ускорения второй фазы меньше максимальной амплитуды ускорения первой фазы (не землетрясение);
  • 3 — землетрясение, у которого магнитуда меньше заданного порога по магнитуде;
  • 4 — землетрясение, у которого магнитуда больше заданного порога по магнитуде;
  • -1 — событие, у которого при расчёте параметров получено некорректное значение.

Вейвлет-фильтрация сигналов используется при детектировании первой фазы (отфильтровываются фоновые шумы, поэтому требуется задание времени предыстории сигнала без события) и при детектировании второй фазы (отфильтровываются сигналы первой фазы). Изменение типа материнского вейвлета и уровня разложения может привести к повышению загруженности процессора компьютера без улучшения точности определения времён вступления фаз землетрясения.

Поляризационный анализ сигналов используется при определении времени действия первой фазы, а также при определении пеленга направления прихода волны P-фазы (не путать с пеленгом на эпицентр события!).

Параметры TimeAverage и ThressholdZigZag изменять не рекомендуется, т.к. это может привести к ухудшению точности определения времён вступления фаз землетрясения.

На выходные ножки «P-фаза, tp» и » S-фаза, ts» выдаётся время вступления соответствующей фазы в текстовом виде в формате «ДД.ММ.ГГГГ ЧЧ:ММ:СС.ДС» (ДС — доли секунды), например: «13.05.2012 13:17:05.12» — 13 мая 2012 г. 13 часов, 17 минут, 5 секунд и 12 сотых секунды. Используется время компьютера (не UTC!!!). В случае работы с программой «Воспроизведение сигналов» время будет соответствовать времени записи сигналов.

На выходные ножки «Данные …» подаются массивы исходных данных по компонентам X, Y и Z. Эти данные не подвергались частотной фильтрации, и поэтому имеют постоянную составляющую выходного каскада используемого усилителя сигналов (или предварительного усилителя акселерометра). Время первого отсчёта этих массивов — это время вступления Р-фазы, т.е. tp.

formula

где Амах — максимальное значение перемещения, зарегистрированное за время события, А0 = 1 мкм. Данная формула соответствует локальным землетрясениям в радиусе около 200 км. Магнитуда по шкале Рихтера не может быть больше 9.0.

Программирование

При использовании компонента в сценарии и программируемом компоненте (скрипте) необходимо учитывать диапазоны значений подаваемых на входные ножки компонента, диапазоны значений свойств компонента, а также диапазоны значений параметров методов компонента.

Параметры:

Входные

  • канал X — имя канала компоненты X (от 0 до (количество каналов — 1));
  • канал Y — имя канала компоненты Y (от 0 до (количество каналов — 1));
  • канал Z — имя канала компоненты Z (от 0 до (количество каналов — 1)).

Настраиваемые свойства:

Общие свойства (окружение)

Частные свойства (в скобках значение, установленное по умолчанию):

  • FLOAT Fmin — установка и чтение нижней частоты среза полосового фильтра, Гц (от 0 до верхней частоты среза полосового фильтра);
  • FLOAT Fmax — установка и чтение верхней частоты среза полосового фильтра, Гц (от нижней частоты среза полосового фильтра до (частота дискретизации / 2));
  • FLOAT PreHistory — установка и чтение времени предыстории с фоновыми шумами, в разах от длительности STA (не менее 2) (число);
  • FLOAT ThresholdSTA — установка и чтение порога детектора STA/LTA (от 3 до 60);
  • FLOAT ThresholdAccelEvent — установка и чтение порога землетрясений по пиковому ускорению за событие, м/с^2 (число);
  • LONG LevelWavelet — установка и чтение уровня разложения при вейвлет-преобразовании сигнала (число);
  • FLOAT TimeSTA — установка и чтение длительности короткого окна детектора STA\LTA (длительность STA) (от 0 до (длительность LTA / 10)), с;
  • FLOAT TimeLTA — установка и чтение длительности длинного окна детектора STA\LTA (длительность LTA) (от (длительность STA * 10) до бесконечности), с;
  • BSTR TypeWavelet — установка и чтение материнского вейвлета при выполнении вейвлет-преобразования сигнала: Haar; db1; db2; db3; db4; db5; db6; db7; db8; db9; db10; sym1; sym2; sym3; sym4; sym5; sym6; sym7; coif1; coif2; coif3; coif4; coif5 (строка);
  • VARIANT_BOOL Activate — установка и чтение состояния работы детектора землетрясений:
    • true — Состояние работы детектора землетрясений включен;
    • false — Состояние работы детектора землетрясений выключен.
  • FLOAT SpeedPhaseP — установка и чтение скорости распространения P-фазы, км/с (число);
  • FLOAT RatioSpeedPSpeedS — установка и чтение отношения скоростей распространения P-фазы и S-фазы (число);
  • FLOAT BearingY0 — установка и чтение пеленга вектора Y используемого сейсмоприёмника, град ( от 0 до 360);
  • VARIANT_BOOL GroupWork — установка и чтение возможности работы компонента в группе:
    • true — Возможность работы компонента в группе включен;
    • false — Возможность работы компонента в группе выключен.
  • FLOAT FminForMag — установка и чтение нижней частоты полосового фильтра при расчёте магнитуды, Гц (число);
  • FLOAT FmaxForMag — установка и чтение верхней частоты полосового фильтра при расчёте магнитуды, Гц (число);
  • FLOAT TimeAverage — установка и чтение времени усреднения при использовании поляризационного анализа, в разах от длительности STA (число);
  • FLOAT ThresholdZigZag — установка и чтение времени значимости при использовании поляризационного анализа (от 0.1 до 1 сек);
  • VARIANT_BOOL NeedDTU — установка и чтение необходимости записи промежуточных данных в dtu-файл:
    • true — необходимость записи промежуточных данных в dtu-файлы включена;
    • false — необходимость записи промежуточных данных в dtu-файлы выключена.
  • VARIANT_BOOL SeismicSensorOk — установка и чтение состояния работы сейсмоприёмника:
    • true — Состояние работы сейсмоприёмника включен;
    • false — Состояние работы сейсмоприёмника выключен.
  • FLOAT Magn_A — установка и чтение мультипликативного коэффициента формулы расчёта магнитуды (число);
  • FLOAT Magn_B — установка и чтение аддитивного коэффициента формулы расчёта магнитуды (число);
  • FLOAT Magn_C — установка и чтение аддитивной поправки магнитуды, учитывающая условия установки датчика (число);
  • FLOAT TimeAverageForMainPeriod — установка и чтение времени усреднения при определении преобладающих периодов (число).

Пример

Проект в SCADA ZETView

Детектор землетрясений - Пример

Данный компонент используется для создания различных проектов, в том числе таких как тензометрический усилитель.

Результат работы проекта
Детектор землетрясений - Результат работы проекта