地震后极震区近场的加速度信号，直接反应当地或建筑物单体的地震加速度运动情况，安放在地面的加速度计和地震计(一般指速度计和位移计)都可以测量地震动强度，由他们测量形成的地震动分布图称为地震动图(Shakemap)。地震加速度是地震烈度测量的依据之一(地震烈度还要依据地面破坏、建筑物破坏、人的感觉等来确定)，由于地震破坏强度是按照烈度等级进行划分的，根据地震加速度计测量的地震动最大值或加速度谱的结果，根据地震的衰减关系和场地效应可以转换成烈度，称为仪器烈度，一般对公众就称为“烈度”，因此也就将加速度计称为烈度计。

　　出于对建筑物安全和获取地震时建筑物的实际震动情况的考虑，一些发达国家要求重要的建筑物都必须架设加速度计。我国政府对水库、桥梁等构建物也有强制安装加速度计的规定，随着我国城市建设的发展，在城市的一些大型建筑物中也开始部署加速度计，用于记录地震、台风及其他振动等对建筑物的影响。

　　传统的加速度计记录主要用于城市建筑物安全和城市规划，因此多采用数据存储获取或拨号电话传输等非实时获取的方式，比如1993年美国的世贸中心爆炸事件，大楼的加速度计就留下了完整的加速度信号，成为当时记录爆炸的见证，也为大楼的安全评估提供了证据，但是2001年“911”事件中由于数据不是连续实时获取，大楼内的加速度数据不完整，至今“911”事件建筑物的破坏情况还是一个谜，这也对传统加速度计的通信和数据传输方式提出了更高的要求。

　　地震动图和地震烈度速报

　　近年来加速度信号又有了新的用途，地震震中参数测定需要复杂的震相识别和计算，需要一定时间，而地震动图不像地震速报震中测定，在地震波扫过地震台网后就可以立刻产出，一般在地震发生后几分钟。它对于确定地震动强烈地区和烈度分布非常实用。所以快速的地震动图显示可以实时和地震灾害分布联系起来，具有指导实施救灾的实际意义。

　　比如美国在南加州洛杉矶附近建立了一个实时传递的加速度和速度相结合的地震台网TriNet。进行地震动图(Shakemap)的实际运用和研究。在震后快速产出地震动图和仪器烈度分布图，取得了实际效果。

　　日本的全国地震台网(Hi-Net，具有1000多地震台)，其台站密度烈度为10km左右，全部采用高速互联网络连接，直接把地震后加速度信号实时传输回数据处理中心，用于快速生成地震动图和地震震烈度分布图，从而有效地获取大地震城市灾情。

　　新型地震烈度计与IPv6

　　地震灾害是中国最严重的自然灾害，在汶川地震发生前，据不完全统计，地震灾害造成的人员死伤占所有自然灾害的55%，地震有突发性的特点，地震后及时获得灾区大范围的烈度情况，对灾害评估，有效组织救援有非常大的作用。我国地域广阔、大量的部署地震烈度系统一直面临着经费和使用管理的问题。近年以来，全球信息化的发展，为地震监测信息网络化的进步带来了应用技术基础。

　　2005年以来，在发改委的支持下，中国地震局开始组织基于下一代互联网络技术的地震烈度传感器的研制工作。新型的地震烈度传感系统，改变过去布设加速度计用于场地观测和城市规划的传统场地观测思想，把系统的功能定位在快速实时获取城市地震动和烈度分布区域和为救灾减灾服务上，制定了“方便联网、安装简便、海量部署、快速反应”指导思想，要求研制的加速度传感器要有消费电子产品的简单、耐用和便宜特性，可以适当降低仪器的灵敏度(针对较大地震)，组网后数据汇集产生规模效益。

　　新型地震烈度计，采用传感器和控制系统一体化的设计，传感器采用低功耗微型电子电容式加速度传感器，控制系统使用嵌入式系统，配置了数据采集、电源、授时、通信等模块，具备有线、无线的多种通信功能，可以在室内外进行大量的布设，通过多种方式联网，可及时将数据传回处理中心进行实时处理。

　　由于仪器的灵敏度相对较低、产地要求不高，因此必须大量布设。当传感器数量达到一定程度后，同时实时传回的震后建筑物加速度信号才可以较好地显示地震波对建筑物的烈度影响。而仪器的大量部署特别是大量数据的实时传输，对于传感器网络与后段数据采集分析系统的组网又提出一定要求。传感器需要大量地址资源，同时传感器需要通过较低的成本可以和后端数据中心进行快速联网。

　　中国地震局通过“十五”项目建设了覆盖全国700多个节点的地震行业网络，1500多个测震、前兆台站都通过信息节点进行连通，所有数据传输基本实现了网络到台站、IP到仪器的网络化，但是现行的地震行业网络还是一个以专线方式组网的行业专网，内部连接的仪器数量不超过1万套，考虑到将来节点数量多，布设场地不确定，依靠传统的“专网模式”来解决新型地震烈度传感器网络的数据获取在接入方案和地址资源上都存在问题。

　　国家下一代互联网络CNGI的发展为这个问题提供新的思路和解决方案。IPv6协议作为下一代互联网(NGI)的核心技术之一，它具有地址空间巨大、移动性支持灵活、内置的安全特性、QoS保证、自动地址配置等一系列优势。尽管目前IPv6还存在一些问题，但中国下一代互联网络已经明确将IPv6作为其核心标准，已得到包括电信应用商在内的业界的广泛认同。因此，采用IPv6作为网络层通信协议，可以有效地解决烈度传感器网络在终端接入上的问题，并且能够提供良好的移动性支持和安全性支持。

　　IPv6地震烈度应用成果

　　通过2年的努力，中国地震局在2007年成功开发了微型加速度计，并完成了后端软件开发进行了组网试验。微型加速度计配合业务服务和管理软件系统，实现了地震加速度的实时采集、IPv6接入和组网传感器的管理，可动态获取监视区域地震动变化数据并绘制震动分布图。

　　微型加速度计包括，SI-1和SI-2两种型号，均采用嵌入式加速度传感芯片，加速度记录精度0~2 gal，灵敏度0.002gal，SI-1型基于中国科学院开发的无线传感器网络Gains系统，SI-2型基于采用ARM嵌入式系统。

　　微型加速度计进行组网部署后在城市震感速报、快速地震烈度分析、城市减灾、矿区生产安全等领域可以发挥重要作用。

　　实时地震动监测

　　实时地震动监测和烈度速报在我国刚刚起步，以前地震监测系统的建设更重注仪器的观测效果，比较重视台站建设、观测环境建设，地震速报的专业业务的水准很高。对于大地震应急响应和救灾、减灾需要的快速产出还不多。

　　如果在大地震发生的地区大量部署了烈度计，我们就可以近乎实时将极震区和地震影响强烈的地区地震烈度分布结果向公众发布，这对抢救生命、救灾减灾和稳定社会都具有非常重要的作用。

　　最近两年日本直接采用速度或加速度表示地震动强度，具有震后发布速度快的特点。日本横滨市区就部署了近千个烈度计，进行地震烈度速报。

　　大地震发生后，供电线路突然破坏会造成灾难，煤气管道受破坏后发生大火，高速运行机车颠覆出轨，造成震后严重的次生灾害。大量布设新型烈度计后，可以快速准确地获取区域地面运动的情况，当其信号强度达到一定阈值，可以产生地震告警，控制电闸关断、 煤气关闭，高速列车制动，有效降低地震次生灾害。

　　(作者单位为中国地震台网中心)

　　来源：《中国教育网络》2008年12月增