0 引 言

地震预警是针对地震预报能力不足提出的震时预警方法。其通过地震探测器安置在活断层附近，当地震发生时，由于P波传播速度比S波快，地震探测器首先接收到P波，在破坏力很强的S波到达前用电磁波把地震消息传达到城市，通知人们在地震S波到达前做好应急准备。地震P波自动拾取方法一直在不断改进，到目前为止常用方法主要有长短时均值比方法，即STA/LTA方法[1-3]、AIC准则[4-6]、高阶统计计量方法、即PAI-S/K方法[7-8]、自回归方法定义进行地震震相判别的方法[9]，除此之外还有分形维法和神经网络法等[3]。长短时均值比方法其原理是取地震波特征函数在短时间内平均值与长时间内平均值之比确定地震波初至，即长短时平均值法，地震波初至时刻就是用长短时平均值法计算得到的对应峰值点。其不足是特征函数的不同选择使到时的拾取产生差异，目前使用的特征函数使拾取结果抗干扰能力较差，短时间和长时间取得过短、过长都会造成地震触发错误。AIC准则认为地震发生前后对应着两个不同的稳态过程，AIC函数的极小值对应P波初至时刻。AIC函数峰值点尖锐，从这种意义上说该方法拾取到时的准确度高。但在不同时窗下，拾取到时位置不同，因此，该方法仅仅适合地震波初至位置大致已知的情况。PAI-S/K方法定义了地震波形峰度和偏斜度函数，判断上述二函数曲线的极值点，以极值点前曲线斜率最大位置作为地震波到时。自回归方法将地震信号分为两个局部统计时段，取自相关最小值作为P波初至，该方法拾取到时精度高，但计算速度慢，不适用于地震预警。分形维数方法认为地震信号与噪音叠加时分形维数发生变化，据此拾取P波。神经网络法采用峰值振幅、时窗内均方根振幅比、峰值与其前后峰值包络斜率及噪声与信号比值等作为神经网络输入因素，是一种综合的P波初至拾取方法。上述方法都是自动拾取P波初至的常用方法，都有一定的适用条件，地震预警要求P波拾取速度快，笔者考虑长短时均值比方法可以满足速度快的要求，通过改进其抗干扰能力，以期提高拾取P波初至误差较大的问题。

1.6.2 质谱条件。大气压电喷雾离子源(ESI)；正离子模式；气帘气CUR 241.3 kPa；碰撞气CAD：中等；喷雾电压IS：5 500 (ESI)；雾化温度TEM：550 ℃；雾化气GS1：379.2 kPa；辅助气GS2：379.2 kPa；检测方式：MRM监测。定性离子对、定量离子对、去簇电压、碰撞能量等离子检测条件见表2。

1 振幅相对变化的拾取法

长短时均值比方法所用特征函数不同会导致拾取P波初至产生差异，不同的干扰也会使拾取的P波初至产生偏差。为提高P波拾取抗干扰能力，提出用地震波振幅相对变化作为特征函数。

假定地震记录的离散序列为{xi}，序列长度为N，定义振幅相对变化函数为：

 

(1)

对于三分量地震记录，振幅相对变化函数为

 

0≤i≤N-2。

(2)

Determination of seven UV filters in cosmetics by HPLC 5 24

假定地震波到达前没有地脉动等干扰存在，那么用地震波振幅绝对变化或振幅相对变化都可以反映出地震波初至时刻。当存在干扰时初至地震波振幅绝对变化往往不明显，但振幅相对变化一般会很明显，用振幅相对变化作为特征函数识别P波初至的物理意义是十分清晰的。

为进一步验证用振幅相对变化长短时均值比方法拾取P波初至抗干扰能力，选择震级大于Ms4.0的汶川大地震和余震共160条记录(采样周期为0.005 s)，首先用手工拾取P波初至，以此为基准，对用振幅相对变化长短时均值比方法等方法拾取到的P波初至进行比较，偏差小于等于0.1 s认为拾取成功。拾取分二种情况进行，地震前干扰波振幅分别为10-2 和10-1 cm/s2。

地震前后，各种随机干扰是不可避免的。干扰有时也会出现较大的振幅相对变化，所以仅仅用振幅相对变化确定地震波初至会有较多错误机会。如果进一步用振幅相对变化作为特征函数进行长短时均值比计算，可以过滤随机干扰，提高拾取地震波到时准确性。

以振幅相对变化为特征函数的长短时均值比方法的具体计算过程如下。对地震记录采用式(2)计算实时得到Pi序列，地震记录可以是加速度、速度或位移，文中采用加速度，对上述序列进行长短时均值比计算得到序列。

 

N4<<N3<<N,

(3)

式中：N4——长短时均值比方法的短尺度；

N3——长尺度。

完成水利投资再创历史新高。云南省创新机制加大对水利的投入，全省水利投资继2009年突破100亿元，2011年突破200亿元，2012年达到264亿元。2013年1—10月，完成投资260.8亿元，比2012年同期增加51亿元，增幅24.3%，预计全年水利投资将突破300亿元大关。

图3是以振幅相对变化为特征函数的长短时均值比方法的地震预警流程。

建议对地震记录实时进行低通滤波，周期小于阈值的不能发生破坏性地震，也不能通过滤波器；只有周期大于等于阈值的地震波才能发生破坏性地震，进入下一步计算。节省了宝贵的3 s。设Pc为发生破坏性地震的振幅相对变化率长短时均值比阈值，阈值的设定可以排除低频干扰。令Pn=max{Pi}，可用式(4)作为是否触发地震预警的标准:

Pn≥Pc。

(4)

阈值Pc的确定应考虑环境干扰、仪器干扰和地方震特点。文中对汶川160个大于Ms4.0级地震在S波到达前进行长短时均值比计算，得到P波初至的Pn平均值为8.79，而非P波初至的Pn平均值3.48。据此，汶川地区的地震预警阈值Pc初步取5.6，该值与长短时选择有关。通过大量的模拟计算表明，短时间取得相对短一些，长时间取相对长一些，P波初至的拾取精度比较高。短时间取0.1 s，长时间取1.2 s。

2 地震预警与抗干扰分析

2.1 地震预警

[2] Allen R V. Automatic phase pickers:their present use and future prospects[J].BSSA,1982, 72(6): S225-S242.

图2是对图1地震数据在1Hz低通滤波后进行了振幅相对变化率长短时均值比计算。其中图2a是振幅相对变化曲线，图2b是对应的长短时均值比n曲线,图2a非常清晰地反映了P波初至的突变。在计算振幅相对变化基础上计算长短时均值比，突出了P波初至，如图2b所示。

  

图1 地震信号Fig. 1 Seismic signal

根据振幅相对变化长短时均值比方法的理论和具体实践，地震预警可以按以下步骤实现。

(1)对实时传送的测震数据通过低通滤波器进行实时滤波，根据实际情况低通滤波器的阈值可选择为1 s或2 s。

[1] llen R V. Automatic earthquake recognition and timing from single traces[J].BSSA, 1978, 68(5): 1521-1532.

(2)用式(2)计算实时滤波后数据的特征函数。

(3)确定长、短窗长度后，按确定的步长同步移动长、短窗，同时实时用式(3)对特征函数计算STA/LTA数值。

(4)利用式(4)判断STA/LTA是否超过阈值Pc，若是则取其对应的采样时间为地震波到时，同时触发地震预警装置；否则返回到步骤(1)。

  

图2 振幅相对变化率和长短时均值比Fig. 2 Curves of relative amplitude change rate and STA/LTA transform

地震预警只针对破坏性地震进行。研究表明P波初始周期大于1 s时发生破坏性地震可能性极高；而当P波初始周期大于2 s时，肯定发生破坏地震。Kanamori[10]利用地震波到达后3 s内的P波的初始周期判定是否可能发生破坏性地震。这样可以计算3 s内的P波周期，出于绝对安全考虑，初至P波周期大于1 s，触发地震预警；出于地震预警准确性考虑，初至P波周期大于2 s，触发地震预警。这样做相当于给地震记录加了一个周期阈值，增强了地震预警的可靠性，但阈值的计算在P波初至后的3 s内，这影响了地震预警的时效性。

  

图3 地震预警流程Fig. 3 Flow to earthquake early warning

2.2 抗干扰分析

地震预警的关键技术是P波初至自动拾取的抗干扰问题。对图4中汶川一地震记录在P波到达前2 s施加振幅不同的干扰波，其振幅从10-5 cm/s2增加到10-1 cm/s2，有些情况下增加了大振幅随机干扰，对上述情况分别用振幅相对变化均值比方法拾取P波初至。

根据之前广大学者的研究我们发现，对于推迟法定退休年龄这一政策的看法，社会各界人士主要持两种观点。第一种观点为支持者所提出，首先，他们认为随着现代社会科学技术的进步、人们生活水平的提高，我国人均寿命已经有所提高，这导致了我国人口结构的变化，因此推迟退休年龄是更好地利用社会资源的需要；其次，随着我国人口老龄化现象日趋严重，推迟法定退休年龄有利于国家财政弥补养老金缺口。另一种观点为反对者提出，他们主要站在就业形势严峻的角度，认为推迟退休年龄会增加就业压力，对劳动力市场产生冲击。

  

图4 地震信号Fig. 4 Seismic signal

图4a是在地震波到达前2 s前施加振幅为10-5 cm/s2的干扰信号。图4b～d是采样周期为0.005 s的汶川地震三分量加速度记录。

图5和图6是不同干扰振幅下振幅相变化和长短时均值比曲线。图7是不同干扰情况下P波的拾取偏差。图5a和6a是对图4地震到达2 s前施加振幅为10-4 cm/s2的干扰后,计算得到的振幅相对变化和对应的长短时均值比曲线。在干扰振幅较小的情况下，振幅相对变化曲线基本不受干扰的影响，相应的长短时均值比曲线峰值都准确地对应了P波初至。

应用式(1)和式(2)编制程序计算时，为避免由于振幅为零出现计算溢出的情况，所有作为分母的振幅都加上10-7 cm/s2。地震波到达时最显著的特征是地震波振幅突变，这种突变具有随机特征，也就是说振幅变化是杂乱无章的。这种突变本质上是Δp，而不是绝对变化，用振幅绝对变化描述这种突变，有时会带来较大偏差，文中建议用振幅相对变化描述这种突变。

  

图5 不同干扰振幅下的振幅变化Fig. 5 Amplitude realative change with different amplitude interference

图5b和6b是对图4地震到达2 s前施加振幅为10-3 cm/s2的干扰后,计算得到的振幅相对变化和对应的长短时均值比曲线，注意到图5c中在0～2 s之间有一个较大的振幅相对变化，说明在干扰振幅较大的情况下，振幅相对变化曲线受到影响。但图5d的长短时均值比曲线都过滤了短时间内的振幅相对变化，曲线峰值都准确地对应了P波初至。

图5c和6c是在干扰振幅为10-3 cm/s2基础上，对汶川余震到达2 s前施加最大振幅为15 cm/s2、持续时间为0.3 s的干扰后,计算得到的振幅相对变化和对应的长短时均值比曲线。在P波到达的2 s时刻、长短时均值比曲线有一个峰值，该峰值反映了P波初至。但在该峰值前有一个小峰值超过阈值，说明长短时均值比不能过滤掉大幅值、较长时间的干扰。说明用振幅相对变化长短时均值比方法确定P波初至，需要根据实际情况定义一个触发阈值。

  

图6 不同干扰振幅下长短时均值比Fig. 6 STA/LTA calculated with different amplitude interference

玉米品比试验采用间比法排列，不设重复，每6个品种设置1个对照品种，4行区，小区面积20平方米。同一排首、末小区必须是对照品种，并设不少于4行的保护区。测产时收取小区中间2行(面积10平方米)全部果穗，风干脱粒后称籽粒重量，测含水量，折成14%水分计产。

  

图7 不同干扰情况下P波拾取偏差Fig. 7 P wave picking deviation for amplitude relative change used

图8是在干扰波振幅为10-4 cm/s2时，分别用Allen方法和AIC准则拾取P波初至得到的统计偏差点状图。

  

图8 干扰振幅为10-4 cm/s2时的P波拾取偏差Fig. 8 P wave picking deviation with Allen method of 10-4 cm/s2interference amplitudes

图7a是干扰振幅10-5 cm/s2时，用振幅相对变化长短时均值比方法得到的P波自动拾取统计偏差点状图。由图7a可以看出，拾取P波初至的偏差Δt都小于0.1 s。图7b是干扰波振幅为10-4 cm/s2时，用振幅相对变化长短时均值比方法得到的P波自动拾取统计差点状图。可以看出拾取P波初至的偏差仅一次大于0.1 s，也就是绝大多数都正确触发了地震预警。由图8可以看出，两种方法拾取P波初至偏差都大于相同干扰下用振幅相对变化长短时均值比方法拾取结果。

3 结 论

提出具有较强抗干扰能力的振幅相对变化长短时均值比拾取P波初至的新方法，并应用于地震预警实际工作中。

(1)用振幅相对变化长短时均值比拾取P波初至的物理意义清晰。地震现象具有随机特征，其表现在于振幅和相位变化的无规律可寻，为表征这种突变引进振幅相对变化作为特征函数比振幅绝对变化具有更强的捕捉地震波到时的能力。 在此基础上，对振幅相对变化做长短时均值比计算相当于把短时间内的振幅相对变化平均值与相邻长时间内的振幅相对变化平均值进行比较，得到短时间内的振幅相对变化相对于长时间内振幅相对变化占的百分比，过滤掉了相对短时间内、相对小的振幅相对变化。其中百分比超过阈值者就是地震波从无到有的时刻，即P波到达的时刻。

大量实验表明，影响纸浆洗涤质量的因素有：上浆浓度、上浆流量、清水加入量、浆层厚度、真空度、浆种、洗涤水温度、纸浆硬度、制浆方法。需将这些相关的过程变量压缩为少数独立的变量，从而对过程进行有效控制。通过数据分析和积累的经验，利用动态PCA方法筛选出了建立纸浆洗涤过程数学模型的输入变量，计算步骤如下。

目前学者认为精神发育迟滞的病因按时间大体可分为3类：（1）产前因素[2-3]：遗传异常（染色体畸变、基因突变[4]、氨基酸代谢障碍等）及母体妊娠时受到有害因素影响[5]（药物、射线、感染、毒物、烟、酒、环境化学物质、孕妇营养不足、孕母健康状况、机械损伤、情绪因素、其他因素等）；（2）产时因素[6-7]：宫内窘迫、出生时窒息、产伤致颅脑损伤等；（3）产后因素：中枢神经系统感染、核性脑病、脑外伤、颅内出血、甲状腺功能低下等[8]。尚有约20%的患儿病因不明，治疗困难，预后与转归较差。

(2)振幅相对变化长短时均值比方法应用于地震预警的主要步骤是：实时输入地震数据记录、特征函数计算、长短时均值比计算、用阈值判断是否触发地震预警。计算时调用函数少，计算速度快，P波初至计算几乎不占用机时，提高了地震预警的效率。

(3)抗干扰实例分析表明，在小振幅干扰条件下，振幅相对变化曲线几乎不受影响；在较短时间内较大振幅干扰条件下，振幅相对变化曲线受到影响，但长短时均值比可以过滤掉这种影响；在较长时间较大振幅干扰条件下，振幅相对变化曲线受到较大影响，用长短时均值比方法也无法过滤掉这种影响。说明在地震预警工作中，确定一个触发阈值可以排除干扰，阈值的确定应考虑仪器和环境因素，还要考虑地方震的特点。根据对汶川160个地震初步研究结果，该地区地震预警触发阈值为5.6，该阈值与长短时选择有关。

(4)在不同振幅干扰条件下，用振幅相对变化长短时均值比方法计算了160个大于Ms4.0级地震P波初至，几乎全部都准确拾取了地震波到时，也就是正确触发了地震预警。分别用振幅相对变化长短时均值比方法、Allen方法和AIC准则，在相同干扰条件下对160个地震拾取了P波初至，振幅相对变化长短时均值比方法拾取P波初至的准确性高于其它方法。

(5)根据破坏性地震初至频率都比较低和地震预警工作主要针对破坏性地震的实际情况，首次提出在对地震记录计算特征函数前进行实时低通滤波。比Kanamori[10]利用地震波到达后3 s判定是否发生破坏性地震节省了宝贵的3 s时间。

致谢：

感谢审稿老师和编辑的辛苦工作，感谢中国地震局工程力学研究所提供的数据支持。

参考文献:

图1示，2014年黑龙江省肿瘤登记地区恶性肿瘤发病率在≤20岁时缓慢上升，>20岁快速上升，>50岁男性发病率高于女性；城市地区，≤25岁男女发病率交替升高，25～50岁年龄段，女性发病率高于男性，55～85岁年龄段，男性发病率高于女性；农村地区，<25岁男女发病率交替升高，25～45岁年龄段，女性发病率高于男性，50～85岁年龄段，男性发病率高于女性。

用振幅相对变化的长短时均值比方法确定图1中地震记录的P波初至，并在此基础上总结出用该方法实现地震预警的一般步骤。图1a是在地震波到达前3 s施加的干扰信号，干扰信号幅值小地震波初至南北方向振幅一个数量级。图1b～d是采样周期为0.002 s的地震三分量加速度记录，P波初至时刻为3 s。

[3] 何先龙, 佘天莉, 高 峰.一种地震P波和S波初至时间自动拾取的新方法[J]. 地球物理学报, 2016, 59(7): 2519-2527.

研究二结果虽与研究一基本一致，但交互作用仅达到边缘显著，为进一步验证假设，在研究三中运用了2015年中国社会状况调查(CSS)的大数据进行统计分析。

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对照组患者术后给予常规护理,包括:跟患者介绍周围的环境,讲解手术后可能出现的不良反应,跟患者说明用药方法,介绍一些常规检查,常规的输液以及相应检查项目的用处,日常饮食的要求[3]等。

[8] 刘劲松.微地震信号到时自动拾取方法[J].地球物理学报, 2013, 56(5): 1660-1666.

芮博廉先生谈到：“我们的目标就是为智能汽车创造一个更安全、更可靠的网络环境，不仅能够帮助车辆防止黑客攻击，也能够进行整车系统级的智能监测和风险预防。”

[9] Reinoud S, Torild E. Robust automatic P-phase picking: an on-line implementation in the analysis of broad-band seismogram recording[J]. Phys Earth Planet inter, 1999, 113(1/4): 265-275.

整理归档时必须按照相同的原则处理，这样才能保持文件归档的一致性和连续性，便于今后工作查找和利用。在整理过程中，要按照保管期限表，正确区分保管期限，将相同保管期限的档案文件立在同一个卷内。保管好会计档案是维护会计档案安全完整的经常性和基础性的工作。

1.Saussure,Ferdinand de.Cours de linguistique generale[M].La Salle:OpenCourt,1989:66.

[10] Kanamori H.Real-time seismology and earthquake damage mitigation[J].Annual Review of Earth and planetary Sciences, 2005, 33: 195-214.