RU2625100C1 - Method for predicting seismic event and observing system for seismic researches - Google Patents

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: method for predicting a seismic event comprising selecting at least one controlled parameter among a number of parameters characterising the processes in the earth's crust to monitor a situation in at least one zone of an expected seismic event belonging to the seismically active region under study; forming in the seismically active region under study, to which at least one zone of the expected seismic event belongs, an observation network of n measurement points of at least one controlled parameter, in which, in the formation of a spatio-temporal distribution pattern of consistency measures of S changes of controlled parameters, the consistency measure is determined by synchronization criterion, equal to ratio of standard deviation of differences between consecutive measurements for each cellular mesh point to average measurement value in all cellular mesh points.

EFFECT: increased reliability of seismic researches.

1 cl

Description

Изобретение относится к области геофизики, в частности, к способам проведения сейсморазведки и может быть использовано для поиска подводных полезных ископаемых, а также прогнозирования места, силы и времени сейсмического события, например, землетрясения, извержения подводных вулканов.The invention relates to the field of geophysics, in particular, to methods for conducting seismic exploration and can be used to search for underwater minerals, as well as predicting the place, strength and time of a seismic event, for example, an earthquake, an eruption of underwater volcanoes.

Проблема прогнозирования места, силы и времени предстоящего сейсмического события, например, землетрясения, является наиболее актуальной для современной геофизики, так как многие сейсмоопасные зоны расположены в густонаселенных районах Земли и в этих районах находятся многочисленные промышленные объекты, полное или частичное разрушение которых может привести к непредсказуемым последствиям или к экологической катастрофе.The problem of predicting the place, strength and time of an upcoming seismic event, for example, an earthquake, is the most urgent for modern geophysics, since many seismic zones are located in densely populated areas of the Earth and in these areas there are numerous industrial objects, the complete or partial destruction of which can lead to unpredictable consequences or environmental disaster.

Сложность прогнозирования предстоящего сейсмического события связана с тем, что невозможно получить прямые данные о состоянии земной коры на глубине нескольких километров и приходится использовать косвенные оценки состояния земной коры в очаге предполагаемого сейсмического события, по измерениям контрольных параметров с использованием ограниченного количества измерительных приборов, причем измерительные приборы не обязательно находятся над очагом или вблизи очага предполагаемого сейсмического события.The difficulty in predicting the upcoming seismic event is due to the fact that it is impossible to obtain direct data on the state of the earth's crust at a depth of several kilometers and it is necessary to use indirect estimates of the state of the earth's crust in the focus of the alleged seismic event, from measurements of control parameters using a limited number of measuring instruments, and measuring instruments not necessarily located above or near the focus of the alleged seismic event.

Известны многочисленные решения по прогнозированию землетрясения, основанные на отслеживании изменения определенных контрольных параметров, так или иначе связанных с процессами, протекающими в земной коре в сейсмоопасных районах.Numerous earthquake prediction solutions are known, based on tracking changes in certain control parameters that are somehow related to processes occurring in the earth's crust in earthquake-prone areas.

При прогнозе используются как отдельные параметры, такие как: микросейсмические колебания в земной коре, изменение напряженности магнитного поля Земли, изменение напряженности электромагнитного поля Земли, колебания уровня подземных вод, колебания давления подземных вод, концентрацию одного или нескольких растворенных в подземных водах газов, например, углекислого газа, метана, водорода, радона, или положение Земли относительно Солнца, Луны и других планет солнечной системы. В известных решениях текущие изменения контрольных параметров связываются с их критическими значениями, и на основе такого сравнения определяются местоположение, время предстоящего землетрясения и сила землетрясения.When forecasting, they are used as separate parameters, such as: microseismic vibrations in the earth's crust, changes in the Earth’s magnetic field, changes in the Earth’s electromagnetic field, fluctuations in groundwater level, fluctuations in groundwater pressure, concentration of one or more gases dissolved in underground waters, for example, carbon dioxide, methane, hydrogen, radon, or the position of the earth relative to the sun, moon and other planets of the solar system. In known solutions, the current changes in the control parameters are associated with their critical values, and based on this comparison, the location, time of the upcoming earthquake, and the strength of the earthquake are determined.

Известен способ прогнозирования землетрясения, включающий формирование в сейсмоопасном районе измерительного полигона в виде прямоугольной решетки из N безынерционных измерителей, размещенных в узлах решетки и отстоящих друг от друга на расстоянии на определенных расстояниях при геометрических размерах сторон решетки, кратных длине волны сигнала предвестника, измерении амплитуды А сигнала в каждом узле решетки со скважностью менее 1 с, формирование матрицы цифровых отсчетов сигнала предвестника размерностью m⋅m элементов в функции пространственных координат А(х,у). Затем вычисляют параметры электрического сигнала матрицы: энергетический спектр сигналов S(F_x), S(F_y), пространственный период направление прихода волны, автокорреляционную функцию B(R) и по их значениям и времени существования судят о магнитуде и времени ожидаемого землетрясения (патент RU № 2130195, 10.05.1999 [1]).A known method for predicting an earthquake, including the formation in a seismically hazardous area of a measuring range in the form of a rectangular lattice of N inertia-free meters located at the nodes of the lattice and spaced from each other at a certain distance with the geometric dimensions of the sides of the lattice that are a multiple of the wavelength of the precursor signal, measuring the amplitude A the signal at each node of the lattice with a duty cycle of less than 1 s, the formation of a matrix of digital samples of the precursor signal with dimension m⋅m elements in the function rostranstvennyh coordinate A (x, y). Then, the parameters of the electric signal of the matrix are calculated: the energy spectrum of the signals S (F _x ), S (F _y ), the spatial period, the direction of wave arrival, the autocorrelation function B (R), and the magnitude and time of the expected earthquake are judged by their values and lifetime (patent RU No. 2130195, 05/10/1999 [1]).

Известен также способ прогноза местоположения и интенсивности землетрясения, включающий прием и обработку информационных сигналов, поступающих из зон механических деформаций под землей, при этом в качестве информационных сигналов используют электромагнитную волну, порождаемую деформационными процессами в очаге землетрясения, предпочтительно низкочастотную, которую принимают в низкопроводящем слое земной коры, предпочтительно, сложенном базальтами, для чего используют приемные антенны радиоволн, которые размещают в скважинах, пробуренных с поверхности до низкопроводящего слоя земной коры, и монтируют изолированно от земного массива, расположенного выше низкопроводящего слоя земной коры, при этом информационные сигналы отбирают одновременно по меньшей мере в трех точках (патент RU № 2147757, 20.04.2004 [2]).There is also known a method for predicting the location and intensity of an earthquake, including the reception and processing of information signals coming from areas of mechanical deformations underground, while the information signals using an electromagnetic wave generated by deformation processes in the center of the earthquake, preferably low-frequency, which is received in the low-conductive layer of the earth crust, preferably folded by basalts, for which use receiving antennas of radio waves, which are placed in the wells, Uren to poorly conducting surface layer of the earth's crust and is mounted in isolation from earth array disposed above the crust poorly conducting layer, the information signals are taken simultaneously in at least three points (patent RU № 2147757, 20.04.2004 [2]).

Известен также способ прогноза землетрясений, включающий бурение наблюдательных скважин, глубина которых менее глубины уровня грунтовых вод и непрерывной регистрации в каждой из этих скважин выделения радона из массива горных пород и суммарного количества сейсмической энергии, поступившей в каждую наблюдательную скважину. По серии наблюдений во времени выделяют зоны с последовательным уменьшением или увеличением выделения радона с учетом поступившей сейсмической энергии, указанные зоны наносят на карту исследуемого района и по площади зоны динамического уменьшения выделения радона судят о положении эпицентра и магнитуде ожидаемого землетрясения, а по динамике уменьшения и/или увеличения выделения радона в наблюдательных скважинах судят о времени ожидаемого сейсмического события (патент RU №2106663710.03.1998 [3]).There is also known a method for predicting earthquakes, including drilling observation wells, the depth of which is less than the depth of the groundwater level and continuously recording in each of these wells the allocation of radon from the rock mass and the total amount of seismic energy received in each observation well. Based on a series of observations in time, zones are identified with a sequential decrease or increase in radon emission, taking into account the incoming seismic energy, these zones are mapped to the studied area, and the location of the epicenter and magnitude of the expected earthquake are judged by the area of the zone of dynamic decrease in radon emission, and or increase in radon emission in observation wells judge the time of the expected seismic event (patent RU No. 2106663710.03.1998 [3]).

Известен также способ прогнозирования землетрясения, включающий отслеживание образования и развития солнечных пятен и вспышек на Солнце с последующим расчетом времени и зоны возмущений магнитного поля Земли, связанных со вспышками на Солнце, и оценкой возможности землетрясения в соответствующей сейсмоопасной зоне (патент US №7706982, 27.04.2010 [4]).There is also known a method of predicting an earthquake, including tracking the formation and development of sunspots and solar flares, followed by calculating the time and zone of perturbations of the Earth's magnetic field associated with solar flares, and assessing the possibility of an earthquake in the corresponding seismically dangerous zone (US patent No. 7706982, 27.04. 2010 [4]).

Несмотря на множество предложенных решений по прогнозу местоположения и времени предстоящего землетрясения, до настоящего времени не предложено ни одного способа прогнозирования землетрясения или иного сейсмического события, который позволил бы с достаточной точностью определить местоположение, время и силу предстоящего землетрясения. Типичным примером, показывающим отсутствие достоверных способов прогнозирования землетрясения, является землетрясение в Японии, которое не было предсказано, несмотря на наличие на Японских островах большого количества датчиков, измеряющих параметры, характеризующие процессы в земной коре, например микросейсмические колебания земной коры.Despite the many proposed solutions for predicting the location and time of an upcoming earthquake, to date no method has been proposed for predicting an earthquake or other seismic event that would allow us to determine the location, time and strength of an upcoming earthquake with sufficient accuracy. A typical example showing the lack of reliable methods for predicting an earthquake is an earthquake in Japan, which was not predicted, despite the presence on the Japanese islands of a large number of sensors measuring parameters characterizing processes in the earth's crust, for example microseismic vibrations of the earth's crust.

Известно также техническое решение, задачей которого является разработка способа прогнозирования сейсмического события, например, землетрясения или извержения вулкана, который даст возможность на основе измерений контролируемых параметров, характеризующих процессы, происходящие в земной коре в сейсмоопасной зоне, определить область, в которой может произойти землетрясение, определить с достаточной точностью временной диапазон в течение которого может произойти землетрясение, и определить силу предстоящего землетрясения, а дополнительной задачей изобретения является разработка способа прогнозирования землетрясения, который даст возможность использовать для прогнозирования землетрясения как данные измеряемые в режиме реального времен, так и данные, полученные ранее (патент RU № 2579159 С1, 10.04.2016 [5]).There is also a technical solution whose task is to develop a method for predicting a seismic event, for example, an earthquake or volcanic eruption, which will make it possible, on the basis of measurements of controlled parameters characterizing the processes occurring in the earth's crust in a seismically dangerous zone, to determine the area in which an earthquake can occur, determine with sufficient accuracy the time range during which an earthquake can occur, and determine the strength of the upcoming earthquake, and add An object of the invention is to develop an earthquake prediction method that will make it possible to use both real-time measured data and previously obtained data for earthquake prediction (patent RU No. 2579159 C1, 04/10/2016 [5]).

Известный способ прогнозирования сейсмического события [5] содержит выбор, по меньшей мере, одного контролируемого параметра, из числа параметров, характеризующих процессы в земной коре, для мониторинга ситуации, по меньшей мере, в одной зоне ожидаемого сейсмического события, принадлежащей исследуемому сейсмоактивному региону; формирование в исследуемом сейсмоактивном регионе, к которому принадлежит, по меньшей мере, эта одна зона ожидаемого сейсмического события, наблюдательной сети из n пунктов измерения, по меньшей мере, этого одного контролируемого параметра, при этом в исследуемом сейсмоактивном регионе пункты измерения контролируемого параметра разнесены относительно друг друга, получение в режиме реального времени от указанных n измерителей данных о результатах измерения, по меньшей мере, одного контролируемого параметра, при этом измерения контролируемого параметра выполняют непрерывно и одновременно на всех n пунктах измерения наблюдательной сети с постоянным и одинаковым для всех станций шагом дискретизации по времени Δt и регистрируют их в виде электрического сигнала; формирование для исследуемого сейсмоактивного региона регулярной сети из N×M узлов, где N - количество узлов в направлении изменения долготы и М - количество узлов в направлении изменения широты, покрывающей исследуемый сейсмоактивный регион, причем каждому из этих узлов соответствует прилегающая к нему одна зона исследуемого сейсмоопасного региона; обработку данных, полученных от указанных n пунктов измерения, для определения риска появления предстоящего сейсмического события, его местоположения, времени и силы, включающую выбор временного окна, состоящего из заданного числа L последовательных временных отсчетов с шагом дискретизации; определение для каждого узла, регулярной сетки из N×M узлов меры согласованности S изменений контролируемых параметров, путем совместного анализа измерений в некотором числе ближайших к узлу пунктов измерения среди общего числа n пунктов измерения, покрывающих исследуемый сейсмоактивный регион, далее, используя значения меры согласованности S в каждом узле, для каждого временного окна на текущий момент времени; формируют для исследуемого сейсмоопасного региона пространственно-временную схему распределения меры согласованности S, далее называемую картой синхронизации, при этом совокупность зон, прилегающих к узлам регулярной сети, для которых мера согласованности S превышает пороговое значение, определяет подобласть исследуемого региона, оцениваемую как область с повышенной сейсмоопасностью в пределах текущего скользящего временного окна, причем пороговое значение определяют на основе статистического анализа значения S для предыдущих сейсмических событий в этом сейсмоактивном регионе. При этом под мерой согласованности S изменения контролируемых параметров понимается множественный коэффициент корреляции либо множественный спектр когерентности.A known method for predicting a seismic event [5] comprises selecting at least one controlled parameter from among the parameters characterizing processes in the earth's crust to monitor the situation in at least one zone of the expected seismic event belonging to the studied seismically active region; the formation in the studied seismically active region, to which at least this one zone of the expected seismic event belongs, an observational network of n points of measurement of at least this one controlled parameter, while in the studied seismically active region the measured points of the controlled parameter are spaced relative to each other friend, receiving in real time from the indicated n meters data on the measurement results of at least one controlled parameter, while the measurement controls uemogo parameter operate continuously and simultaneously in all n points observation network measurements with a constant and identical for all stations discretization time step Δt and register them in the form of an electrical signal; forming for the studied seismically active region a regular network of N × M nodes, where N is the number of nodes in the direction of changing longitude and M is the number of nodes in the direction of changing the latitude covering the studied seismically active region, each of which corresponds to one adjacent zone of the studied seismically dangerous region processing data obtained from the indicated n measurement points to determine the risk of the upcoming seismic event, its location, time and force, including the choice of a time window consisting of a given number L of consecutive time samples with a sampling step; determination for each node, a regular grid of N × M nodes, a measure of consistency S of changes in the controlled parameters, by a joint analysis of measurements in a number of measurement points closest to the node among the total number n of measurement points covering the seismically active region under study, then using the values of the consistency measure S in each node, for each time window at the current time; form for the seismic hazard region under study a spatiotemporal pattern of distribution of the consistency measure S, hereinafter referred to as the synchronization map, and the set of zones adjacent to the nodes of the regular network for which the consistency measure S exceeds the threshold value determines the subregion of the investigated region, estimated as an area with increased seismic hazard within the current moving time window, and the threshold value is determined based on statistical analysis of the values of S for previous se nomic developments in this seismically active region. Moreover, the measure of consistency S of changes in the controlled parameters is understood to mean the multiple correlation coefficient or the multiple coherence spectrum.

Предпочтительно в качестве контролируемых параметров используют, по крайней мере, один или несколько из следующих параметров: микросейсмические колебания, изменение напряженности магнитного поля Земли, изменение напряженности электромагнитного поля Земли, колебания уровня подземных вод, колебания давления подземных вод, концентрацию одного или нескольких растворенных в подземных водах газов, например, углекислого газа, метана, водорода, радона, при этом при обработке данных, полученных от указанных n пунктов измерения, используют измерения одного из указанных контрольных параметров, либо при обработке данных, полученных от указанных n пунктов измерения используют измерения разных указанных контрольных параметров.Preferably, at least one or more of the following parameters is used as controlled parameters: microseismic vibrations, change in the Earth’s magnetic field, change in the Earth’s electromagnetic field, fluctuations in groundwater level, fluctuations in groundwater pressure, concentration of one or more dissolved in underground water of gases, for example, carbon dioxide, methane, hydrogen, radon, while in the processing of data obtained from the indicated n measurement points, use rhenium one of said control parameters, or when processing data derived from said n measurement points using different measurements of said control parameters.

Кроме того, дополнительно обращаются к базам данных о предшествующих измерениях параметров в сейсмоактивных регионах, характеризующих процессы в земной коре, описывающих изменение этих параметров в период, предшествующий известному сейсмическому событию, в период самого сейсмического события и в период после сейсмического события, и используют эти данные для расчета критических значений сингулярности и меры согласованности S измерений контрольных параметров, при этом при обработке предшествующих измерений используют только те данные, периоды измерений которых перекрывают друг друга.In addition, they additionally turn to databases on previous measurements of parameters in seismically active regions characterizing processes in the earth's crust, describing changes in these parameters in the period preceding a known seismic event, during the seismic event itself and in the period after a seismic event, and use this data to calculate the critical values of the singularity and consistency measure S measurements of control parameters, while processing the previous measurements, only those data are used e, measurement periods which overlap each other.

Данный способ дает возможность с достаточной для практического применения точностью предсказать зону предстоящего землетрясения, силу предстоящего землетрясения и время, когда оно произойдет в условиях суши и не учитывает специфику сейсмических исследований в морских условиях. Кроме того, данный способ имеет ретроспективный характер, что в большинстве сейсмоопасных регионов не позволяет сделать однозначный вывод о месте возможных разрушений.This method makes it possible with sufficient accuracy for practical application to predict the zone of the upcoming earthquake, the strength of the upcoming earthquake and the time when it will occur on land and does not take into account the specifics of seismic studies in marine conditions. In addition, this method is of a retrospective nature, which in most seismically dangerous regions does not allow an unambiguous conclusion about the place of possible damage.

Для реализации предложенного способа прогнозирования сейсмического события можно использовать существующие пункты измерения контрольных параметров, развернутые в сейсмоопасных регионах, и данные, поступающие из этих пунктов измерения контрольных параметров. При необходимости могут быть развернуты новые пункты измерения контрольных параметров, чтобы более полно охватить сейсмоопасный регион и повысить точность обработки данных.To implement the proposed method for predicting a seismic event, you can use the existing points of measurement of control parameters, deployed in seismically dangerous regions, and the data coming from these points of measurement of control parameters. If necessary, new points for measuring control parameters can be deployed to more fully cover a seismically dangerous region and increase the accuracy of data processing.

Однако выбор только одного контролируемого параметра для мониторинга ситуации, особенно в морских условиях не может быть отнесен к объективным способам мониторинга сейсмической ситуации.However, the choice of only one controlled parameter for monitoring the situation, especially in marine conditions, cannot be attributed to objective methods of monitoring the seismic situation.

Известен также способ размещения приемников сейсмических сигналов для системы наблюдений в сейсморазведке (патент RU №2581119 С2, 10.04.2016 [6]), в котором выбирают стандартную систему наблюдений, содержащую источники сейсмических сигналов, расположенные на поверхности возмущения, и приемники сейсмических сигналов, расположенные на поверхности наблюдения, и задают кратность сейсмической съемки. Выбирают размер бина сейсмической съемки для отражающей границы и разбивают отражающую границу на бины, имеющие выбранный размер. Методом компьютерного моделирования выполняют трассировку лучей из каждого источника в каждый бин на отражающей границе и осуществляют продолжение отраженного луча от отражающей границы до поверхности наблюдения. С помощью компьютерной программы рассчитывают плотность расположения приемников на поверхности наблюдения и с учетом рассчитанной плотности расположения приемников осуществляют размещение приемников на поверхности наблюдения для выбранной системы наблюдений, обеспечивающее заданную кратность съемки. Технический результат - повышение точности и достоверности восстановления геологических объектов.There is also known a method of placing seismic signal receivers for an observation system in seismic exploration (patent RU No. 2581119 C2, 04/10/2016 [6]), in which a standard observation system is selected containing seismic signal sources located on the disturbance surface and seismic signal receivers located on the surface of observation, and set the frequency of seismic surveys. The bin size of the seismic survey for the reflecting boundary is selected and the reflecting boundary is broken into bins having a selected size. Using the method of computer simulation, ray tracing from each source to each bin at the reflecting boundary is performed and the reflected ray is continued from the reflecting boundary to the observation surface. Using a computer program, the density of the location of the receivers on the observation surface is calculated, and taking into account the calculated density of the location of the receivers, the receivers are placed on the surface of the observation for the selected observation system, which provides a given shooting ratio. The technical result is an increase in the accuracy and reliability of the restoration of geological objects.

При этом сейсморазведка основана на применении искусственно возбуждаемых упругих волн и позволяет выделять границы пластов горных пород с различными упругими свойствами. Сейсморазведка используется при поиске месторождений нефти и природного газа, различных глубинных исследованиях. Наиболее распространенным методом сейсморазведки является метод отраженных волн, применяемый в настоящее время при поисках и разведке месторождений нефти, газа и ряда других полезных ископаемых. В методе отраженных волн возбужденная взрывом или механическим воздействием сейсмическая волна, распространяясь от источника возбуждения сейсмических сигналов, последовательно достигает нескольких отражающих границ в земной коре - поверхностей раздела пород. На каждой из них возникает отраженная волна, которая приходит к месту расположения приемников. Расположение источников исторически принято называть поверхностью возбуждения, а положение приемников - поверхностью наблюдения. Можно также использовать термины области возбуждения и приема, при этом понимать, что возбуждение и измерение колебаний может осуществляться вблизи поверхности Земли или моря. А в скважинной сейсморазведке область возбуждения или приема представляют собой линии возбуждения или приема.In this case, seismic exploration is based on the use of artificially excited elastic waves and allows you to highlight the boundaries of rock formations with different elastic properties. Seismic exploration is used in the search for oil and natural gas, various in-depth studies. The most common method of seismic exploration is the method of reflected waves, which is currently used in the search and exploration of oil, gas and several other minerals. In the method of reflected waves, a seismic wave excited by an explosion or mechanical action, propagating from a source of excitation of seismic signals, successively reaches several reflective boundaries in the earth's crust - the interface between the rocks. On each of them there is a reflected wave, which comes to the location of the receivers. The location of sources has historically been called the excitation surface, and the position of the receivers is called the observation surface. You can also use the terms of the field of excitation and reception, while understanding that the excitation and measurement of oscillations can be carried out near the surface of the Earth or sea. And in borehole seismic, the field of excitation or reception are the lines of excitation or reception.

Для различных условий проведения сейсмических исследований положение источников и приемников может различаться. Например, при сейсморазведочных работах на суше, как правило возбуждение сейсмических сигналов производится из неглубоких скважин 5-10 метров ниже поверхности Земли, а сейсмоприемники располагаются непосредственно на поверхности Земли, которая и является в этом случае поверхностью наблюдения. При морских наблюдениях источники погружены на 5-10м под поверхностью моря, причем приемники также погружены под поверхность моря и часто на большие глубины, чем источники. В этом случае поверхность наблюдения расположена на некоторой глубине под поверхностью моря. Для сейсмических работ в скважинах, как правило, источники находятся на поверхности Земли или в неглубоких взрывных скважинах, а приемники располагаются в глубоких скважинах, специально используемых для того, что бы наблюдать поля во внутренних точках Земли (не на поверхности). Место расположения приемников в скважине и будет являться поверхностью наблюдения в этом случае. Иногда источники сейсмических волн могут быть помещены в скважину, а приемники при этом могут располагаться как на поверхности Земли, так и в скважинах.For different seismic conditions, the position of the sources and receivers may vary. For example, during seismic surveys on land, as a rule, seismic signals are generated from shallow wells 5-10 meters below the Earth’s surface, and seismic receivers are located directly on the Earth’s surface, which in this case is the observation surface. In marine observations, the sources are submerged 5-10m below the surface of the sea, and the receivers are also submerged below the surface of the sea and often to greater depths than the sources. In this case, the observation surface is located at a certain depth below the sea surface. For seismic work in wells, as a rule, the sources are located on the surface of the Earth or in shallow blast holes, and the receivers are located in deep wells, specially used to observe fields at internal points of the Earth (not on the surface). The location of the receivers in the well will be the observation surface in this case. Sometimes sources of seismic waves can be placed in a well, while receivers can be located both on the Earth's surface and in wells.

Регистрация сейсмических сигналов от одного источника, расположенного в пункте взрыва (ПВ), производится обычно несколькими приемниками или группой приемников, находящимися на разных расстояниях от ПВ. Использование большого количества приемников при регистрации сейсмических данных обусловливается технологией сбора информации и экономической целесообразностью, так как требуется зарегистрировать большое количество расположений за минимально возможное время и с минимальными затратами. Взаимное расположение приемников и источников сейсмических сигналов (или ПВ) называют системой наблюдения.The registration of seismic signals from a single source located at the point of explosion (MF) is usually done by several receivers or a group of receivers located at different distances from the MF. The use of a large number of receivers when registering seismic data is determined by the technology of collecting information and economic feasibility, since it is necessary to register a large number of locations in the shortest possible time and at the lowest cost. The relative position of the receivers and sources of seismic signals (or PV) is called a surveillance system.

При планировании расположения приемников сейсмических волн и положения сейсмических источников на изучаемой площади обычно принимают во внимание несколько различных аспектов, таких как геологическая задача и требуемое качество сейсмической съемки (т.е. сейсморазведки), наличие оборудования и возможности его размещения на поверхности наблюдения и в скважинах, экономический фактор и фактор времени. При оптимизации системы наблюдений с точки зрения решения геологической задачи требуется расположить источники и приемники таким образом, чтобы исследуемые отражающие границы были отображены (освещены) и их пространственное положение было определено с наименьшей ошибкой.When planning the location of seismic wave receivers and the position of seismic sources on the studied area, several different aspects are usually taken into account, such as the geological task and the required quality of the seismic survey (i.e., seismic exploration), the availability of equipment and the possibility of its placement on the observation surface and in wells , economic factor and time factor. When optimizing the observation system from the point of view of solving the geological problem, it is necessary to arrange the sources and receivers in such a way that the studied reflecting boundaries are displayed (lit) and their spatial position is determined with the least error.

Для того, чтобы уменьшить неоднозначность восстановления геологических объектов используют системы наблюдения с заведомо избыточным количеством приемников и источников сейсмических сигналов, расположенных с большой плотностью на изучаемой площади (Урупов А.К. Основы трехмерной сейсморазведки: Учебное пособие для вузов. - М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» 2004, стр. 27-70).In order to reduce the ambiguity of the restoration of geological objects, observation systems are used with a knowingly excessive number of receivers and sources of seismic signals located with a high density on the study area (A. Urupov, Fundamentals of three-dimensional seismic exploration: Textbook for universities. - M .: FSUE Publishing House -to "Oil and Gas" 2004, p. 27-70).

Оценка качества планируемой системы предполагает определение размеров отражающего элемента исследуемого объекта, называемого бином. Бин - это элементарный фрагмент планируемой системы наблюдения. Одному бину соответствует одна трасса, получаемого в результате обработки данных сейсмического изображения. Для профильных систем наблюдения бин - это линейный отрезок, расположенный вдоль профиля наблюдений. Обычно размер бина выбирается равным 10, 20, 25 или 30 м в зависимости от требований к качеству съемки. Для площадных систем наблюдения бин - это, как правило, прямоугольник. Обычно размеры бина выбираются 20 на 20 м, 25 на 20 м или другими в зависимости от схемы наблюдений. Системы наблюдения могут быть нерегулярными, размеры и форма бина могут быть различными, но с точки зрения горизонтальной разрешенности сейсмической съемки размер бина определяет минимальные размеры объектов, различимых с помощью сейсморазведки с выбранной системой наблюдения и размером бина.Assessing the quality of the planned system involves determining the size of the reflecting element of the investigated object, called a bin. A bin is an elementary fragment of a planned surveillance system. One bin corresponds to one trace obtained as a result of processing seismic image data. For profile observation systems, a bin is a linear segment located along the observation profile. Typically, the bin size is selected equal to 10, 20, 25 or 30 m, depending on the requirements for the quality of shooting. For areal surveillance systems, a bin is usually a rectangle. Typically, bin sizes are selected 20 by 20 m, 25 by 20 m or others, depending on the observation scheme. Observation systems may be irregular, the size and shape of the bin can be different, but from the point of view of horizontal resolution of the seismic survey, the size of the bin determines the minimum sizes of objects that can be distinguished using seismic surveys with the selected observation system and bin size.

Вторым главным параметром сейсмической системы наблюдения является кратность съемки. Кратность съемки определяется как количество различных лучей, отраженных от фрагмента границы, имеющего размер одного бина. В существующих методах оптимизации систем наблюдения решаются две задачи: повышение кратности съемки и соблюдение равномерного пространственного распределения удалений в бинах. При планировании скважинных систем наблюдения, увеличение кратности системы наблюдения обычно достигается за счет увеличения количества пунктов взрыва и оптимального их расположения на поверхности Земли. Поэтому подходы к планированию сейсмических работ ориентированы в основном на выбор оптимального шага расположения ПВ, то есть источников сейсмических сигналов (Урупов А.К. Основы трехмерной сейсморазведки: Учебное пособие для вузов. - М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» 2004, стр. 46-52).The second main parameter of the seismic observation system is the multiplicity of the survey. Multiplicity of shooting is defined as the number of different rays reflected from a fragment of the border that has the size of one bin. In the existing methods for optimizing observation systems, two tasks are solved: increasing the magnification of the survey and maintaining a uniform spatial distribution of distances in bins. When planning downhole observation systems, an increase in the multiplicity of the observation system is usually achieved by increasing the number of explosion points and their optimal location on the Earth's surface. Therefore, approaches to the planning of seismic work are focused mainly on the choice of the optimal location step of the receiver, that is, sources of seismic signals (A. Urupov. Fundamentals of three-dimensional seismic exploration: Textbook for universities. - M.: FSUE Oil and Gas Publishing House 2004 , p. 46-52).

Классические подходы к планированию системы наблюдений в сейсморазведке основываются на жестком выборе параметров съемки, допускающем существенную избыточность системы наблюдения, относительно планируемых параметров: кратности и размерам бина. Считается, что избыточная плотность съемки позволяет избежать ошибок при проведении работ. Параметры, которые обычно варьируют при подборе системы наблюдений - это минимальные и максимальные расстояния между источником и приемниками. Для расчета кратности съемки и других параметров используют модель среды с плоской границей, что является достаточно сильным упрощением и часто приводит к некорректным решениям. В рамках стандартных подходов, использующих многократные модельные расчеты, очень сложно и трудоемко добиться оптимального расположения источников на поверхности наблюдения.Classical approaches to the planning of an observing system in seismic exploration are based on a rigid selection of survey parameters, which admits a substantial redundancy of the observing system, relative to the planned parameters: the multiplicity and size of the bin. It is believed that excessive shooting density avoids errors during the work. The parameters that usually vary when selecting an observation system are the minimum and maximum distances between the source and receivers. To calculate the multiplicity of shooting and other parameters, a model of a medium with a flat boundary is used, which is a fairly strong simplification and often leads to incorrect solutions. In the framework of standard approaches using multiple model calculations, it is very difficult and time-consuming to achieve the optimal location of sources on the observation surface.

Технический результат, достигаемый при реализации известного изобретения [6], заключается в повышении качества сейсмической съемки с обеспечением заданной кратности за счет обеспечения равномерного освещения изучаемых объектов с одновременной экономией затрат на проведение полевых работ за счет отсутствия повторных наблюдений, что достигается тем, что выбирают стандартную систему наблюдений, содержащую источники сейсмических сигналов, расположенные на поверхности возмущения, и приемники сейсмических сигналов, расположенные на поверхности наблюдения, и задают кратность сейсмической съемки. Выбирают размер бина сейсмической съемки для отражающей границы и разбивают отражающую границу на бины, имеющие выбранный размер. Методом компьютерного моделирования выполняют трассировку лучей из каждого источника сейсмических сигналов в каждый бин на отражающей границе и осуществляют продолжение отраженного луча от отражающей границы до поверхности наблюдения. С помощью компьютерной программы рассчитывают плотность расположения приемников сейсмических сигналов на поверхности наблюдения и с учетом рассчитанной плотности расположения приемников осуществляют размещение приемников сейсмических сигналов на поверхности наблюдения для выбранной системы наблюдений, обеспечивающее заданную кратность съемки.The technical result achieved by the implementation of the known invention [6] is to improve the quality of seismic surveys with a given multiplicity by providing uniform illumination of the studied objects while saving field work costs due to the lack of repeated observations, which is achieved by choosing the standard an observation system containing seismic signal sources located on a disturbance surface and seismic signal receivers located on a surface rhnosti surveillance, and ask the multiplicity of seismic survey. The bin size of the seismic survey for the reflecting boundary is selected and the reflecting boundary is broken into bins having a selected size. Using computer simulation, ray tracing from each source of seismic signals to each bin at the reflecting boundary is performed and the reflected beam is continued from the reflecting boundary to the observation surface. Using a computer program, the density of the location of the receivers of seismic signals on the observation surface is calculated and, taking into account the calculated density of the location of the receivers, the location of the receivers of seismic signals on the surface of the observation for the selected observation system, which provides the specified multiplicity of shooting.

Известный способ предполагает выполнение компьютерного моделирования лучевым методом и расчет положения приемников с использованием компьютерной программы на основе априорной информации об исследуемом геологическом объекте (отражающей границе).The known method involves performing computer modeling by the beam method and calculating the position of the receivers using a computer program based on a priori information about the geological object under study (reflecting the boundary).

Для осуществления известного способа выбирают стандартную систему наблюдений, содержащую заданное количество источников и приемников сейсмических сигналов, размещенных с некоторым шагом (допустимым для оборудования) в скважине, на поверхности Земли или на поверхности моря.To implement the known method, a standard observing system is selected that contains a given number of sources and receivers of seismic signals placed with a certain step (acceptable for equipment) in a well, on the surface of the Earth, or on the surface of the sea.

Задают требуемую кратность сейсмической съемки и выбирают размер бина сейсмической съемки для отражающей границы. Размер бина съемки может находиться в некоторых пределах, зависящих как от частотного диапазона возбуждаемого сейсмического сигнала, так и от положения изучаемого объекта. Размер бина выбирается в соответствии с размером первой зоны Френеля (R_F), рассчитываемой для заданной модели среды и простейшей конфигурации системы наблюдения по общепринятым формулам (см., например, Завалишин Б.Р. О размерах участка границы, формирующего отраженную волну. Прикладная геофизика. Недра, 1975 г., стр. 77, или Goertz A., Milligan P., Karrenbach М., Paulsson В. Houston: Optimized 3D VSP survey geometry based on Fresnel zone estimates, SEG Annual Meeting, 2005. p. 2641-2645. VSP 2.5).The desired seismic acquisition rate is set and the size of the seismic acquisition bin for the reflecting boundary is selected. The size of the survey bin may be within certain limits, depending both on the frequency range of the excited seismic signal and on the position of the object being studied. The bin size is selected in accordance with the size of the first Fresnel zone (R _F ), calculated for a given model of the medium and the simplest configuration of the observation system according to generally accepted formulas (see, for example, Zavalishin BR On the dimensions of the portion of the boundary that forms the reflected wave. Applied geophysics Nedra, 1975, p. 77, or Goertz A., Milligan P., Karrenbach M., Paulsson B. Houston: Optimized 3D VSP survey geometry based on Fresnel zone estimates, SEG Annual Meeting, 2005. p. 2641- 2645. VSP 2.5).

Размер бина сейсмической съемки отражается в шаге пространственной дискретизации результатов обработки наблюденных данных. При этом «степень похожести» или корреляция двух соседних трасс на сейсмических данных главным образом зависят от выбранных размеров бина. Два сейсмических сигнала, отраженных от соседних бинов, будут совпадать, если размер бина меньше чем (R_F/7), и поэтому данная величина определяет нижнюю границу размера бина. Размер бина больше чем (R_F/2) не обоснован, так как различие в сигналах на соседних трассах может быть более 25% от общей энергии. Поэтому оптимальный размер бина (В) при планировании сейсмических работ находится в некотором заданном диапазоне.The bin size of the seismic survey is reflected in the spatial discretization step of the results of processing the observed data. Moreover, the “degree of similarity” or correlation of two adjacent traces on seismic data mainly depends on the selected bin sizes. Two seismic signals reflected from neighboring bins will coincide if the bin size is smaller than (R _F / 7), and therefore this value determines the lower boundary of the bin size. The bin size larger than (R _F / 2) is not justified, since the difference in the signals on adjacent paths can be more than 25% of the total energy. Therefore, the optimal bin size (B) when planning seismic operations is in a certain specified range.

Критерий выбора размера бина в заданном диапазоне значений не определен, это могут быть экономические ограничения или ограничения, связанные с длительностью выполнения наблюдений.The criterion for choosing the bin size in a given range of values is not defined, it may be economic restrictions or restrictions associated with the duration of the observations.

Недостатком известного способа является то, что для его осуществления используют априорную информацию, а скоростная модель и отражающая граница задаются приближенно. При этом известный способ отягощен многочисленными расчетами системы наблюдения, а процедура трассировки сейсмических лучей в среде становится более затратной с точки зрения времени расчета и требуемых мощностей компьютера.A disadvantage of the known method is that a priori information is used for its implementation, and the speed model and reflecting boundary are set approximately. Moreover, the known method is burdened by numerous calculations of the monitoring system, and the procedure for tracing seismic rays in the medium becomes more expensive in terms of calculation time and required computer power.

И если для сейсморазведки в условиях суши, построенное семейство сейсмических лучей может быть использовано для дальнейшего расчета оптимального расположения приемников на поверхности наблюдения, обеспечивающее требуемую заданную кратность сейсмической съемки, то в морских условиях с учетом неоднородности морской воды, грунта морского дна, а также тектонической структуры по глубине исследований, реализация данной задачи весьма проблематична.And if for seismic exploration in land conditions, the constructed family of seismic rays can be used to further calculate the optimal location of the receivers on the observation surface, providing the required given multiplicity of seismic surveys, then in marine conditions, taking into account the heterogeneity of sea water, soil of the seabed, as well as tectonic structure in depth studies, the implementation of this task is very problematic.

Также известный аналогичный способ размещения источников сейсмических сигналов для системы наблюдений в сейсморазведке (патент RU 2580206 С1, 10.04.2016 [7]) заключается в том, что для проведения сейсморазведки выбирают стандартную систему наблюдений, содержащую источники сейсмических сигналов, расположенные на поверхности возбуждения, и приемники сейсмических сигналов, расположенные на поверхности наблюдения, и задают кратность сейсмической съемки. Выбирают размер бина сейсмической съемки для отражающей границы и разбивают отражающую границу на бины, имеющие выбранный размер. Методом компьютерного моделирования выполняют трассировку лучей из каждого приемника в каждый бин на отражающей границе и осуществляют продолжение отраженного луча от отражающей границы до поверхности возбуждения. С помощью компьютерной программы рассчитывают плотность расположения источников на поверхности возбуждения и с учетом рассчитанной плотности расположения источников осуществляют размещение источников на поверхности возбуждения для выбранной системы наблюдений, обеспечивающее заданную кратность съемки. Технический результат - повышение точности и достоверности восстановления геологических объектов.A well-known similar method for locating seismic signal sources for an observation system in seismic exploration (patent RU 2580206 C1, 04/10/2016 [7]) consists in choosing a standard observing system containing seismic signal sources located on the excitation surface for seismic exploration, and seismic signal receivers located on the observation surface and specify the seismic acquisition rate. The bin size of the seismic survey for the reflecting boundary is selected and the reflecting boundary is broken into bins having a selected size. Using the method of computer simulation, ray tracing is performed from each receiver to each bin at the reflecting boundary and the reflected beam is continued from the reflecting boundary to the excitation surface. Using a computer program, the density of the sources on the excitation surface is calculated and, taking into account the calculated density of the sources, the sources are placed on the excitation surface for the selected observation system, which ensures a given survey frequency. The technical result is an increase in the accuracy and reliability of the restoration of geological objects.

Сейсморазведка основана на применении искусственно возбуждаемых упругих волн и позволяет выделять границы пластов горных пород с различными упругими свойствами. Сейсморазведка используется при поиске месторождений нефти и природного газа, различных глубинных исследованиях. Наиболее распространенным методом сейсморазведки является метод отраженных волн, применяемый в настоящее время при поисках и разведке месторождений нефти, газа и ряда других полезных ископаемых. В методе отраженных волн возбужденная взрывом или механическим воздействием сейсмическая волна, распространяясь от источника возбуждения сейсмических сигналов, последовательно достигает нескольких отражающих границ в земной коре - поверхностей раздела пород. На каждой из них возникает отраженная волна, которая приходит к месту расположения приемников. Расположение источников исторически принято называть поверхностью возбуждения, а положение приемников поверхностью наблюдения. Можно также использовать термины области возбуждения и приема, при этом понимать, что возбуждение и измерение колебаний может осуществляться вблизи поверхности Земли или моря. А в скважинной сейсморазведке область возбуждения или приема представляют собой линии возбуждения или приема.Seismic exploration is based on the use of artificially excited elastic waves and allows you to distinguish the boundaries of rock formations with different elastic properties. Seismic exploration is used in the search for oil and natural gas, various in-depth studies. The most common method of seismic exploration is the method of reflected waves, which is currently used in the search and exploration of oil, gas and several other minerals. In the method of reflected waves, a seismic wave excited by an explosion or mechanical action, propagating from a source of excitation of seismic signals, successively reaches several reflective boundaries in the earth's crust - the interface between the rocks. On each of them there is a reflected wave, which comes to the location of the receivers. The location of sources has historically been called the excitation surface, and the position of the receivers is the observation surface. You can also use the terms of the field of excitation and reception, while understanding that the excitation and measurement of oscillations can be carried out near the surface of the Earth or sea. And in borehole seismic, the field of excitation or reception are the lines of excitation or reception.

Реализация известного способа и его недостатки [7] практически аналогичны известному техническому решению [6].The implementation of the known method and its disadvantages [7] are almost similar to the known technical solution [6].

Оптимальным вариантом проведения сейсмических исследований является создание стационарной океанической измерительной системы. Для создания стационарной океанической измерительной сети естественным решением является использование подводных кабелей для питания станций, управления ими и передачи информации на берег. Однако стоимость прокладки морских глубоководных кабелей чрезвычайно высока и может составлять многие млн. долларов при больших расстояниях. Существенные трудности связаны с выводом кабелей на берег, т.к. волны прибоя размывают берега и обрывают кабели. Для энергопитания донной аппаратуры на больших расстояниях от берега (сотни и тысячи километров) приходится подавать на кабели высокое напряжение (несколько тысяч вольт). Поэтому сейсмические приемники, в предлагаемом техническом решении, встроены в существующие кабельные коммуникации, проложенные по дну морей. При этом кабельные сейсмические приемники могут быть установлены на разных глубинах, в зависимости от глубины залегания существующего кабеля. Например, у берегов Калифорнии (США) комплексная кабельная система, может быть установлена на глубине около 4000м на расстоянии 170 км от берега, а вокруг о. Уэйк (Гавайи) на глубине около 200 м.The best option for conducting seismic studies is the creation of a stationary ocean measuring system. To create a stationary oceanic measuring network, a natural solution is the use of underwater cables to power stations, manage them and transmit information to shore. However, the cost of laying deep-sea marine cables is extremely high and can reach many millions of dollars over long distances. Significant difficulties are associated with the withdrawal of cables to the shore, as surf waves erode the shores and break off cables. To power the bottom equipment at large distances from the shore (hundreds and thousands of kilometers), it is necessary to apply high voltage (several thousand volts) to the cables. Therefore, seismic receivers, in the proposed technical solution, are built into existing cable communications laid along the bottom of the seas. At the same time, cable seismic receivers can be installed at different depths, depending on the depth of the existing cable. For example, off the coast of California (USA), an integrated cable system can be installed at a depth of about 4000 m at a distance of 170 km from the coast, and around Wake (Hawaii) at a depth of about 200 m.

В связи с практическим отсутствием в настоящее время стационарной кабельной морской измерительной сети для решения различных задач используются в основном автономные измерительные станции разных типов, а также, судовая аппаратура. Автономные станции имеют, кроме относительной дешевизны, ряд других преимуществ по сравнению с кабельными станциями. Их высокая мобильность позволяет быстро развертывать сеть станций практически в любом интересующем районе мирового океана. Конфигурация полигона может быть выбрана в соответствии с конкретными задачами и имеющимся оборудованием. Состав аппаратуры и параметры могут меняться перед каждой постановкой. Автономные станции могут выполняться подвижными, плывущими по течению (дрифтеры), или ныряющими на различную глубину (проект "ARGO").In connection with the practical absence at present of a stationary cable marine measuring network for solving various problems, mainly autonomous measuring stations of various types are used, as well as ship equipment. Autonomous stations have, in addition to relative cheapness, a number of other advantages compared to cable stations. Their high mobility allows you to quickly deploy a network of stations in almost any area of the oceans of interest. The landfill configuration can be selected according to specific tasks and available equipment. The composition of the equipment and parameters may vary before each setting. Autonomous stations can be carried out moving, floating with the flow (drifters), or diving to various depths (project "ARGO").

Одной из существенных проблем для автономных морских станций является организация оперативной передачи измерительной информации в пункты приема и обработки. Для этой цели используют радио- или спутниковую связь через поверхностные или всплывающие радиобуи и гидроакустическую связь. Связь подводных станций с радиобуями осуществляется обычно с помощью гибких соединительных кабелей. Однако для многих видов морских измерительных станций, расположенных на большой глубине (более 500м) или имеющих распределенную в пространстве структуру, такая связь неосуществима или ненадежна.One of the significant problems for autonomous marine stations is the organization of the prompt transfer of measurement information to reception and processing points. For this purpose, radio or satellite communications are used via surface or pop-up beacons and sonar communications. The communication of submarine stations with beacons is usually carried out using flexible connecting cables. However, for many types of marine measuring stations located at great depths (more than 500 m) or having a structure distributed in space, such a connection is not feasible or unreliable.

Одним из существенных элементов автономных морских станций являются буйковые носители аппаратуры и якорно-буйрепные устройства. Основное назначение буйковых носителей - обеспечение доставки исследовательской аппаратуры на дно или на заданную глубину, обеспечение ее нормальной работы в течение заданного срока и подъем на поверхность по команде от таймера или обеспечивающего судна. Во многих случаях аппаратура располагается внутри буйковых носителей, которые должны оббеспечивать ее механическую защиту от ударов, повышенного давления, влаги и т.д.One of the essential elements of autonomous marine stations is the buoy carriers of equipment and anchor-buoy devices. The main purpose of displacer carriers is to ensure the delivery of research equipment to the bottom or to a predetermined depth, to ensure its normal operation for a predetermined period, and to rise to the surface at the command of a timer or a supply vessel. In many cases, the equipment is located inside the buoy carriers, which should provide its mechanical protection from shock, high pressure, moisture, etc.

Якорно-буйрепные устройства обеспечивают фиксацию буйковых носителей на дне, а также служат для соединения различных элементов носителей аппаратуры. Важным элементом буйковых носителей является размыкатель балласта (якоря), обеспечивающий всплытие носителя. Размыкатели балласта могут быть отдельными устройствами с собственным гидроакустическим каналом связи и таймером (размыкатель «АГАР» ОКБ ОТ РАН и др.) или составлять часть основной аппаратуры (в самовсплывающих донных сейсмостанциях).Anchor-buoy devices provide fixation of buoy carriers at the bottom, and also serve to connect various elements of the equipment carriers. An important element of displaced carriers is the ballast disconnector (anchor), which provides the emergence of the carrier. Ballast disconnectors can be separate devices with their own hydroacoustic communication channel and timer (Agar disconnector, OKB OT RAS, etc.) or form part of the main equipment (in self-floating bottom seismic stations).

Буйковые носители для исследовательской аппаратуры разделяются в зависимости от назначения и конструкции на стабилизированные, нестабилизрированные, всплывающие и с распределенной плавучестью.Buoy carriers for research equipment are divided according to purpose and design into stable, unstabilized, pop-up and distributed buoyancy.

По глубине постановки носители подразделяются на поверхностные, притопленные и глубоководные.According to the depth of production, carriers are divided into surface, submerged and deep-sea.

По количеству отдельных плавучестей - подразделяются на одномодульные и многомодульные.By the number of individual buoyancy - they are divided into single-module and multi-module.

Буйковые носители различаются также по основному материалу, из которого изготавливаются плавучести. Используются в основном следующие материалы: пенопласт, синтактик (сферопласт), закаленное стекло, алюминиевые сплавы, титановые сплавы, в последнее время - специальные пластмассы. Корпуса крупных буев (размером в десятки метров) изготовляются из специальной стали.Buoy carriers also differ in the basic material from which buoyancy is made. The following materials are mainly used: polystyrene foam, syntactic (spheroplast), tempered glass, aluminum alloys, titanium alloys, recently - special plastics. Cases of large buoys (tens of meters in size) are made of special steel.

Стабилизированные буи отличаются высокой вертикальной остойчивостью. Это достигается смещением центра тяжести вниз, глубоко под воду, малой надводной и подводной парусностью.Stabilized buoys are characterized by high vertical stability. This is achieved by shifting the center of gravity down, deep under the water, with a small surface and underwater windage.

Стабилизированные буи малочувствительны к волнению, течениям и ветровому давлению. Наклон таких буев не превышает единиц градусов даже во время шторма, а вертикальное смещение составляет единицы сантиметров. Для исключения вращения вокруг оси стабилизированные буи обычно крепятся ко дну на двух или трех якорях с применением промежуточных притопленных плавучестей (бочек). Стабилизированные буи обеспечивают наилучшие условия для работы аппаратуры или экипажа (в случае обитаемого буя). Такие буи можно соединять кабельными линиями с глубоководной или донной аппаратурой. Однако стоимость таких буев значительна и используются они довольно редко.Stable buoys are insensitive to disturbance, currents and wind pressure. The slope of such buoys does not exceed units of degrees even during a storm, and the vertical displacement is units of centimeters. To prevent rotation around the axis, stabilized buoys are usually attached to the bottom on two or three anchors using intermediate flooded buoys (barrels). Stabilized buoys provide the best working conditions for equipment or crew (in the case of a habitable buoy). Such buoys can be connected by cable lines to deep-sea or bottom equipment. However, the cost of such buoys is significant and they are used quite rarely.

Нестабилизированные поверхностные буи (частично стабилизированные) используются в большинстве случаев. Они служат для регистрации метеоусловий, волнения, поверхностных течений и других параметров пограничного слоя вода - атмосфера. Нестабилизированные буи вращаются вокруг оси и качаются на волнах, поэтому их снабжают обычно измерителями азимута и наклономерами. Глубоководную и донную аппаратуру с такими буями обычно не используют из-за запутывания соединительных кабелей. Якорно - буйрепное устройство таких буев содержит балласт, соединительные элементы, выполняемые из стального троса, капронового фала и др. материалов, а также вертлюги для исключения скручивания соединительных элементов. Якорно - буйрепное устройство, предназначенное для длительной работы буя в море, содержит обычно промежуточную притопленную плавучесть и свободный участок буйрепа между плавучестью и буем. При этом существенно уменьшаются рывки буйрепа, и снижается его износ. Однако это приводит к большим горизонтальным перемещениям буя (около трети глубины до дна), что в ряде случаев требует уточнения его положения с помощью спутниковой навигации. Обычно поверхностные буи оснащены каналами связи (спутниковыми или радио) с наземными пунктами сбора и обработки информации.Unstabilized surface buoys (partially stabilized) are used in most cases. They serve to record weather conditions, waves, surface currents and other parameters of the water - atmosphere boundary layer. Unstabilized buoys rotate around the axis and swing on the waves, so they are usually equipped with azimuth meters and tilt meters. Deep-sea and bottom equipment with such buoys is usually not used due to tangled connecting cables. Anchor - buoyr device of such buoys contains ballast, connecting elements made of steel cable, nylon rope and other materials, as well as swivels to prevent twisting of connecting elements. An anchor buoy device designed for long-term operation of a buoy at sea usually contains intermediate flooded buoyancy and a free part of the buoyer between buoyancy and buoy. At the same time, the jerks of the buirep are significantly reduced, and its wear is reduced. However, this leads to large horizontal movements of the buoy (about a third of the depth to the bottom), which in some cases requires clarification of its position using satellite navigation. Usually surface buoys are equipped with communication channels (satellite or radio) with ground-based collection and processing points.

Притопленные буи применяются с целью защиты от поверхностных штормов, ветрового давления, столкновений с судами, льдинами и т.д. С помощью троса и балласта притоп ленный буй устанавливается на определенной глубине (обычно от 20 до 200 м). Такие буи используются преимущественно с аппаратурой для гидрологических исследований в толще воды, гидроакустических исследований, а также, для работы с донной аппаратурой. Всплытие притопленного буя производится путем отсоединения балласта с помощью размыкателя по команде от обеспечивающего судна. Плавучести притопленных буев могут быть одномодульными и выполняться из синтактика или представляют собой набор из нескольких полых сферических корпусов (стеклянных, алюминиевых, титановых и др.). Для этих целей часто используют стандартные поплавки («кухтели»), применяемые на рыболовецком флоте, которые набирают в количестве нескольких десятков или сотен штук и связывают тросами. Для постановки притопленных буев суда должны быть оснащены точными гидролокаторами (погрешность по глубине не более 10 м), хорошей спутниковой навигацией, иметь возможность точного маневрирования. Постановка притопленных буев производится только в тихую погоду при минимальном дрейфе судна. Использование таких буев на глубинах свыше 2-3 км проблематично.Flooded buoys are used to protect against surface storms, wind pressure, collisions with ships, ice floes, etc. With the help of a cable and ballast, a flooded buoy is installed at a certain depth (usually from 20 to 200 m). Such buoys are used mainly with equipment for hydrological studies in the water column, sonar studies, as well as for working with bottom equipment. The floated buoy is surfaced by disconnecting the ballast with the help of a disconnector on command from the supplying vessel. The buoyancy of the flooded buoys can be single-module and can be made from syntactics or represent a set of several hollow spherical bodies (glass, aluminum, titanium, etc.). For these purposes, often use standard floats ("kitcheners") used in the fishing fleet, which gain in the amount of several tens or hundreds of pieces and are tied with ropes. For staging flooded buoys, ships must be equipped with precise sonars (depth error of not more than 10 m), good satellite navigation, and the ability to accurately maneuver. The setting of submerged buoys is carried out only in calm weather with a minimum drift of the vessel. The use of such buoys at depths of more than 2-3 km is problematic.

Буи с распределенной плавучестью используются для уменьшения нагрузки на соединительный трос. Такой буй применяется обычно в случае расположения значительного количества тяжелых приборов на различных уровнях от дна. В этом случае буй набирается из соединенных в требуемой последовательности - балласта, соединительных элементов (тросов), измерительных приборов, плавучестей и вертлюгов.Distributed buoys are used to reduce the load on the connecting cable. Such a buoy is usually used when a significant number of heavy instruments are located at various levels from the bottom. In this case, the buoy is recruited from those connected in the required sequence - ballast, connecting elements (cables), measuring instruments, buoyancy and swivels.

Всплывающие буи в основном используются с аппаратурой для измерения донных и придонных параметров гидросферы. Конструкция таких буев должна обеспечивать необходимую скорость погружения и всплытия аппаратуры, исключение засасывания мягким илом, защиту от воздействия придонных течений. Если аппаратура расположена внутри корпуса буя, то необходимо обеспечивать условия для ее нормальной работы на дне и в придонном слое. Скорость погружения определяется, с одной стороны, требованиями малого сноса аппаратуры подводными течениями, и с другой стороны, допустимыми ударами о дно. В среднем эта скорость выбирается около 1 м/с. Для уменьшения засасывания в ил и амортизации при ударах о дно конструкция всплывающих буев обычно представляет собой последовательно соединенные балласт, буйреп (длиной 2-3 м), размыкатель балласта, плавучесть. Датчики измерительной гидрологической аппаратуры обычно размещаются снаружи корпуса буя. Датчики, которые должны находиться на дне (сейсмические, для химического анализа и др.), выносятся в отдельный контейнер, соединяемый с буем кабель - тросом. После всплытия буй должен быть обнаружен и поднят на борт обеспечивающего судна. Для этого всплывающие буи оснащаются свето- радио- и гидроакустическими маякам, радиолокационными отражателями, буйковыми ловителями и т.д. Всплывающие буи используются на любых глубинах и отличаются в основном прочностью корпуса.Pop-up buoys are mainly used with equipment for measuring bottom and bottom hydrosphere parameters. The design of such buoys should provide the necessary speed of immersion and ascent of the equipment, the exclusion of suction with soft sludge, protection from the effects of bottom currents. If the equipment is located inside the body of the buoy, it is necessary to provide conditions for its normal operation at the bottom and in the bottom layer. The speed of immersion is determined, on the one hand, by the requirements of small demolition of equipment by undercurrents, and on the other hand, by permissible impacts on the bottom. On average, this speed is selected at about 1 m / s. To reduce suction in the sludge and amortization during impacts on the bottom, the design of the pop-up buoys is usually a series of ballast, buir (2-3 m long), ballast disconnect, and buoyancy. Hydrological instrumentation sensors are typically located outside the buoy housing. Sensors that should be at the bottom (seismic, for chemical analysis, etc.) are carried out in a separate container connected to the buoy by a cable - cable. After surfacing, the buoy must be discovered and lifted aboard the supply vessel. To do this, the pop-up buoys are equipped with light-radio and sonar beacons, radar reflectors, buoy catchers, etc. Pop-up buoys are used at any depth and are distinguished mainly by the strength of the hull.

Широкое распространение в современной гидрологии находят одновременные измерения параметров водной среды на нескольких горизонтах. С этой целью соответствующие приборы располагаются по вертикали на определенных расстояниях от дна и поддерживаются с помощью вертикального буйкового носителя. Буйковый носитель содержит притопленную плавучесть, автономные измерительные приборы типа «Поток-2м», гидроакустический размыкатель плавучести, балласт. При срабатывании размыкателя по команде от обеспечивающего судна, плавучесть отсоединяется от основного троса и всплывает на поверхность. При этом со специального барабана сматывается дополнительный фал, соединяющий плавучесть и гирлянду приборов. С помощью этого фала производится подъем всего измерительного комплекса.Widespread in modern hydrology are simultaneous measurements of the parameters of the aquatic environment at several horizons. For this purpose, the corresponding devices are located vertically at certain distances from the bottom and are supported using a vertical displacer carrier. The displacer buoy contains flooded buoyancy, autonomous measuring devices of the “Pot-2m” type, a hydroacoustic buoyancy breaker, and ballast. When the circuit breaker is triggered by a command from the supporting vessel, buoyancy is disconnected from the main cable and floats to the surface. At the same time, an additional halyard is wound from a special drum, connecting buoyancy and a garland of devices. With the help of this file, the entire measuring complex is lifted.

При выполнении подобных измерений на больших глубинах применяют другой вид буйкового носителя - с распределенными по вертикали плавучестями. Буйковый носитель содержит плавучести, расположенные как вверху гирлянды, так и прикрепленные к средней части поддерживающего троса между измерительными приборами типа «Поток-2м». Кроме измерителей течений комплекс содержит седиментационные ловушки и измеритель давления. Балласт отсоединяется с помощью гидроакустического размыкателя по команде с судна, и комплекс всплывает на поверхность. Расположение размыкателя внизу в данном случае связано с большим весом и большой длиной комплекса приборов. В противном случае (при отсоединении верхней плавучести) возможно запутывание и обрыв гирлянды.When performing such measurements at great depths, another type of displaced carrier is used - with buoys distributed vertically. The buoy carrier contains buoyancy located both at the top of the garland and attached to the middle part of the supporting cable between the Potok-2m measuring devices. In addition to flow meters, the complex contains sedimentation traps and a pressure meter. The ballast is disconnected using the sonar disconnector on command from the vessel, and the complex floats to the surface. The location of the circuit breaker below in this case is associated with a large weight and a large length of the instrument cluster. Otherwise (when disconnecting the upper buoyancy), the garland may become entangled and broken.

В последние годы активизировались усилия по созданию региональной наблюдательной системы в составе США, Канады, Мексики в рамках глобального наблюдательного проекта GOOS. В качестве регистрируемых параметров выбраны температура, соленость, высота уровенной поверхности океана, скорость поверхностных течений и цвет морской воды. Данные собираются с помощью Глобальной сети измерителей высоты прилива, Глобальной системы поверхностных дрейфующих буев, Сети тропических заякоренных буев, Системы буев нейтральной плавучести «Арго». Однако признается, что такая система не обеспечивает контроль точности измерений указанных величин, что приводит к потерям больших массивов информации и невозможности построения рациональных моделей природных систем.In recent years, efforts have been intensified to create a regional observational system within the USA, Canada, and Mexico as part of the GOOS global observational project. The temperature, salinity, height of the level surface of the ocean, the velocity of surface currents, and the color of sea water were chosen as the recorded parameters. Data is collected using the Global Network of Tide Altitude Meters, the Global System of Surface Drifting Buoys, the Tropical Anchor Buoys Network, the Argo Neutral Buoy System. However, it is recognized that such a system does not provide control over the accuracy of measurements of these quantities, which leads to the loss of large amounts of information and the impossibility of constructing rational models of natural systems.

В настоящее время наряду с экспедиционными исследованиями Мирового океана с помощью научных судов все большее значение приобретают исследования с помощью автоматических средств: кабельных и автономных донных обсерваторий, заякоренных и свободно плавающих исследовательских буев и др.At present, along with expeditionary research of the World Ocean using scientific vessels, research using automatic means is gaining increasing importance: cable and autonomous bottom observatories, anchored and free-floating research buoys, etc.

Следует отметить, что имеется ряд явлений в Мировом океане, которые невозможно или сложно исследовать с помощью подвижных объектов (научных судов, свободно плавающих буев). К таким явлениям относятся медленно развивающиеся процессы или редко появляющиеся события. Например, развитие шторма, сезонные изменения взаимодействия атмосферы и океана, вариации течений, землетрясения, цунами, отдельные аномальные волны и др. Для исследования таких явлений требуется регистрация длинных временных рядов многих связанных параметров, преимущественно локализованных в конкретной географической точке океана.It should be noted that there are a number of phenomena in the oceans that are impossible or difficult to investigate using moving objects (scientific vessels, free-floating buoys). Such phenomena include slowly developing processes or rarely occurring events. For example, the development of a storm, seasonal changes in the interaction of the atmosphere and the ocean, variations in currents, earthquakes, tsunamis, individual anomalous waves, etc. To study such phenomena, it is necessary to record long time series of many related parameters, mainly localized at a specific geographical point in the ocean.

В качестве прототипа выбрано известное техническое решение [5], которое по своей сути направлено на создание стационарной измерительной сети для решения задачи в обеспечение регистрации сейсмических сигналов на больших площадях.As a prototype, the well-known technical solution [5] was selected, which in its essence is aimed at creating a stationary measuring network to solve the problem of ensuring registration of seismic signals over large areas.

Предлагаемое техническое решение направлено на создание комплексной системы сейсмических исследований, основанной на различных носителях измерительной аппаратуры с учетом с учетом естественных и технических ограничений по их использованиюThe proposed technical solution is aimed at creating an integrated system of seismic research based on various carriers of measuring equipment, taking into account the natural and technical limitations on their use

Задачей предлагаемого технического решения является повышение достоверности сейсмических исследований и создание комплексной системы для сейсмических исследований.The objective of the proposed technical solution is to increase the reliability of seismic surveys and create an integrated system for seismic surveys.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе прогнозирования сейсмического события содержащем выбор, по меньшей мере, одного контролируемого параметра, из числа параметров, характеризующих процессы в земной коре, для мониторинга ситуации, по меньшей мере, в одной зоне ожидаемого сейсмического события, принадлежащей исследуемому сейсмоактивному региону; формирование в исследуемом сейсмоактивном регионе, к которому принадлежит, по меньшей мере, эта одна зона ожидаемого сейсмического события, наблюдательной сети из n пунктов измерения, по меньшей мере, этого одного контролируемого параметра, при этом в исследуемом сейсмоактивном регионе пункты измерения контролируемого параметра разнесены относительно друг друга, получение в режиме реального времени от указанных n измерителей данных о результатах измерения, по меньшей мере, одного контролируемого параметра, при этом измерения контролируемого параметра выполняют непрерывно и одновременно на всех n пунктах измерения наблюдательной сети с постоянным и одинаковым для всех станций шагом дискретизации по времени Δt и регистрируют их в виде электрического сигнала; формирование для исследуемого сейсмоактивного региона регулярной сети из N×M узлов, где N - количество узлов в направлении изменения долготы и М - количество узлов в направлении изменения широты, покрывающей исследуемый сейсмоактивный регион, причем каждому из этих узлов соответствует прилегающая к нему одна зона исследуемого сейсмоопасного региона; обработку данных, полученных от указанных n пунктов измерения, для определения риска появления предстоящего сейсмического события, его местоположения, времени и силы, включающую выбор временного окна, состоящего из заданного числа L последовательных временных отсчетов с шагом дискретизации; определение для каждого узла, регулярной сетки из N×M узлов меры согласованности S изменений контролируемых параметров, путем совместного анализа измерений в некотором числе ближайших к узлу пунктов измерения среди общего числа n пунктов измерения, покрывающих исследуемый сейсмоактивный регион, далее, используя значения меры согласованности S в каждом узле, для каждого временного окна на текущий момент времени; формируют для исследуемого сейсмоопасного региона пространственно-временную схему распределения меры согласованности S, далее называемую картой синхронизации, при этом совокупность зон, прилегающих к узлам регулярной сети, для которых мера согласованности S превышает пороговое значение, определяет подобласть исследуемого региона, оцениваемую как область с повышенной сейсмоопасностью в пределах текущего скользящего временного окна, причем пороговое значение определяют на основе статистического анализа значения S для предыдущих сейсмических событий в этом сейсмоактивном регионе, в отличие от прототипа, при формировании для исследуемого сейсмоопасного региона пространственно-временной схемы распределения меры согласованности S изменений контролируемых параметров, меру согласованности определяют по критерию синхронизации, равному отношению среднеквадратического отклонения разностей между последовательными измерениями для каждого узла регулярной сетки к среднему значению измерений во всех узлах регулярной сетки, а в системе для сейсмических исследований, принадлежащей исследуемому сейсмоактивному региону и содержащей наблюдательную сет из n пунктов измерения, по меньшей мере, одного контролируемого параметра, при этом в исследуемом сейсмоактивном регионе пункты измерения контролируемого параметра разнесены относительно друг друга, получение в режиме реального времени от указанных n измерителей данных о результатах измерения, по меньшей мере, одного контролируемого параметра, при этом посредством измерителей выполняют измерения контролируемого параметра непрерывно и одновременно на всех n пунктах измерения наблюдательной сети с постоянным и одинаковым для всех станций шагом дискретизации по времени Δt и регистрируют их в виде электрического сигнала, а наблюдательная сеть из n пунктов измерения, включает кабельную сейсмическую станцию, донную сейсмическую станцию, сейсмические приемники, размещенные на стабилизированных и не стабилизированных буях, всплывающих и с распределенной плавучестью буях.The problem is solved due to the fact that in the method for predicting a seismic event containing the choice of at least one controlled parameter from among the parameters characterizing the processes in the earth's crust, to monitor the situation in at least one zone of the expected seismic event belonging to investigated seismically active region; the formation in the studied seismically active region, to which at least this one zone of the expected seismic event belongs, an observational network of n points of measurement of at least this one controlled parameter, while in the studied seismically active region the measured points of the controlled parameter are spaced relative to each other friend, receiving in real time from the indicated n meters data on the measurement results of at least one controlled parameter, while the measurement controls uemogo parameter operate continuously and simultaneously in all n points observation network measurements with a constant and identical for all stations discretization time step Δt and register them in the form of an electrical signal; forming for the studied seismically active region a regular network of N × M nodes, where N is the number of nodes in the direction of changing longitude and M is the number of nodes in the direction of changing the latitude covering the studied seismically active region, each of which corresponds to one adjacent zone of the studied seismically dangerous region processing data obtained from the indicated n measurement points to determine the risk of the upcoming seismic event, its location, time and force, including the choice of a time window consisting of a given number L of consecutive time samples with a sampling step; determination for each node, a regular grid of N × M nodes, a measure of consistency S of changes in the controlled parameters, by a joint analysis of measurements in a number of measurement points closest to the node among the total number n of measurement points covering the seismically active region under study, then using the values of the consistency measure S in each node, for each time window at the current time; form for the seismic hazard region under study a spatiotemporal pattern of distribution of the consistency measure S, hereinafter referred to as the synchronization map, and the set of zones adjacent to the nodes of the regular network for which the consistency measure S exceeds the threshold value determines the subregion of the investigated region, estimated as an area with increased seismic hazard within the current moving time window, and the threshold value is determined based on statistical analysis of the values of S for previous se unlike the prototype, when forming a spatiotemporal distribution scheme for the seismic hazard region under study, the consistency measure S of changes in the controlled parameters, the consistency measure is determined by the synchronization criterion equal to the ratio of the standard deviation of the differences between consecutive measurements for each node of the regular grid to the average value of measurements at all nodes of the regular grid, and in the system for seismic studies, at appropriate to the seismically active region under study and containing an observation set of n points of measurement of at least one controlled parameter, while in the studied seismic region the points of measurement of the controlled parameter are spaced relative to each other, receiving real-time data from the indicated n meters on the measurement results, at least one controlled parameter, with the help of meters measure the controlled parameter continuously and simultaneously at at ex n measurement points of the observational network with a constant and equal time sampling step for all stations Δt and register them as an electric signal, and the observation network of n measurement points includes a cable seismic station, a bottom seismic station, and seismic receivers located at stabilized and non-stabilized buoys, pop-ups and distributed buoys.

В отличие от прототипа, в предлагаемом техническом решении, при формировании для исследуемого сейсмоопасного региона пространственно-временной схемы распределения меры согласованности S изменений контролируемых параметров, меру согласованности определяют по критерию синхронизации, равному отношению среднеквадратического отклонения разностей между последовательными измерениями для каждого узла регулярной сетки к среднему значению измерений во всех узлах регулярной сетки.Unlike the prototype, in the proposed technical solution, when forming a spatio-temporal distribution scheme for the seismic hazard region under study, the consistency measure S of changes in the controlled parameters, the consistency measure is determined by the synchronization criterion equal to the ratio of the standard deviation of the differences between consecutive measurements for each node of the regular grid to the average the measurement value at all nodes of the regular grid.

При этом в исследуемом сейсмоактивном регионе пункты измерения контролируемого параметра разнесены относительно друг друга, получение в режиме реального времени от указанных n измерителей данных о результатах измерения, по меньшей мере, одного контролируемого параметра, при этом посредством измерителей выполняют измерения контролируемого параметра непрерывно и одновременно на всех n пунктах измерения наблюдательной сети с постоянным и одинаковым для всех станций шагом дискретизации по времени Δt и регистрируют их в виде электрического сигнала.Moreover, in the studied seismically active region, the points of measurement of the controlled parameter are spaced relative to each other, receiving in real time from the indicated n meters data on the measurement results of at least one controlled parameter, while the meters measure the controlled parameter continuously and simultaneously at all n points of measurement of the observational network with a constant and the same sampling time step Δt for all stations and record them in the form of an electric th signal.

Наблюдательная сеть из n пунктов измерения, включает кабельную сейсмическую станцию, донную сейсмическую станцию, сейсмические приемники, размещенные на стабилизированных, не стабилизированных, всплывающих и с распределенной плавучестью буях.An observational network of n measurement points includes a cable seismic station, a bottom seismic station, seismic receivers located on stabilized, not stabilized, floating and distributed buoys.

При этом, каждая сейсмическая станция содержит два тракта регистрации - низкочастотный (0,01-20 Гц) и высокочастотный (1-500 Гц). Такой принцип построения аппаратуры обусловлен тем, что отсутствуют сейсмические приемники (велосиметры), которые могли бы перекрыть сразу весь указанный частотный диапазон. Кроме того, задачи низкочастотного и высокочастотного тракта несколько различны. В низкочастотном диапазоне должна производиться непрерывная регистрация сигналов землетрясений, микросейсм и техногенных шумов. Объем памяти и пропускная способность канала связи здесь могут быть относительно небольшими. В высокочастотном тракте при том же динамическом диапазоне объем информации примерно в 10 раз больше, что может создавать трудности при регистрации, передаче и обработки зарегистрированных данных. Вместе с тем, высокочастотный тракт может использоваться в специфических режимах: старт - стопном, с сжатым динамическим диапазоном, только при активном мониторинге и т.д. Поэтому принятый принцип построения аппаратуры повышает эксплуатационную гибкость аппаратуры при существенном сокращении информационной нагрузки.At the same time, each seismic station contains two recording paths - low-frequency (0.01-20 Hz) and high-frequency (1-500 Hz). This principle of equipment construction is due to the fact that there are no seismic receivers (cycle meters) that could immediately cover the entire specified frequency range. In addition, the tasks of the low-frequency and high-frequency path are somewhat different. In the low-frequency range, continuous recording of earthquake signals, microseisms and technogenic noise should be carried out. The memory and bandwidth of the communication channel here can be relatively small. In the high-frequency channel with the same dynamic range, the amount of information is approximately 10 times larger, which can create difficulties in the registration, transmission and processing of recorded data. At the same time, the high-frequency channel can be used in specific modes: start-stop, with a compressed dynamic range, only with active monitoring, etc. Therefore, the adopted principle of equipment construction increases the operational flexibility of the equipment with a significant reduction in the information load.

В прочном корпусе каждой станции в карданном подвесе размещены трехкомпонентные низкочастотные молекулярно - кинетические сейсмоприемники типа СМЕ-4111 и высокочастотные типа MTSS - 2003, а также блок ориентации по азимуту и наклону кардана. В прочном корпусе также находятся две платы цифровых регистраторов низкочастотного (с максимальной частотой дискретизации 250 Гц) и высокочастотного (с максимальной частотой дискретизации 2 кГц) трактов соответственно, в составе аналоговых усилителей, аналого-цифровых дельта - сигма преобразователей и микроконтроллеров, интерфейсные платы для передачи данных на береговой диспетчерский пункт и приема команд управления. Микроконтроллеры по принятым командам осуществляют управление усилением аналоговых усилителей, частотой преобразования аналого-цифровых преобразователей и частотой среза антиалайзинговых фильтров микроконтроллеров. Антиалайзинговые фильтры имеют линейную фазовую характеристику и частотную характеристику, переключаемую синхронно с частотой дискретизации.Three-component low-frequency molecular-kinetic geophones type СМЕ-4111 and high-frequency type MTSS - 2003, as well as an orientation unit for the azimuth and inclination of the universal joint, are located in the sturdy case of each station in a gimbal. The robust case also contains two boards for digital recorders of low-frequency (with a maximum sampling frequency of 250 Hz) and high-frequency (with a maximum sampling frequency of 2 kHz) channels, respectively, as part of analog amplifiers, analog-to-digital delta - sigma converters and microcontrollers, interface cards for transmission data at the coastal control center and receiving control commands. According to the accepted commands, the microcontrollers control the amplification of analog amplifiers, the conversion frequency of analog-to-digital converters and the cutoff frequency of the anti-aliasing filters of the microcontrollers. Anti-aliasing filters have a linear phase response and a frequency response that is switched synchronously with the sampling frequency.

Снаружи прочного корпуса размещены низкочастотный и высокочастотный гидрофоны, а также гидроакустические приемоизлучатели гидроакустического канала связи. На стабилизированных и ныряющих буях также размещены антенны спутникового канала связи ГЛОННАС/GPS.Outside the robust housing are low-frequency and high-frequency hydrophones, as well as sonar transceivers of the sonar communication channel. On stabilized and diving buoys are also placed antennas of the GLONNAS / GPS satellite communication channel.

Предлагаемое техническое решение реализуется следующим образом.The proposed technical solution is implemented as follows.

В предлагаемом способе прогнозирования сейсмического события, как и в прототипе [5], осуществляют выбор, по меньшей мере, одного контролируемого параметра, из числа параметров, характеризующих процессы в земной коре, для мониторинга ситуации, по меньшей мере, в одной зоне ожидаемого сейсмического события, принадлежащей исследуемому сейсмоактивному региону. Выполняют формирование в исследуемом сейсмоактивном регионе, к которому принадлежит, по меньшей мере, эта одна зона ожидаемого сейсмического события, наблюдательной сети из n пунктов измерения, по меньшей мере, этого одного контролируемого параметра, при этом в исследуемом сейсмоактивном регионе пункты измерения контролируемого параметра разнесены относительно друг друга, получение в режиме реального времени от указанных n измерителей данных о результатах измерения, по меньшей мере, одного контролируемого параметра, при этом измерения контролируемого параметра выполняют непрерывно и одновременно на всех n пунктах измерения наблюдательной сети с постоянным и одинаковым для всех станций шагом дискретизации по времени Δt и регистрируют их в виде электрического сигнала.In the proposed method for predicting a seismic event, as in the prototype [5], at least one controlled parameter is selected from among the parameters characterizing the processes in the earth's crust to monitor the situation in at least one zone of the expected seismic event belonging to the studied seismically active region. In the studied seismically active region, to which at least this one zone of the expected seismic event belongs, an observational network of n points of measurement of at least this one monitored parameter is formed, while the points of measurement of the monitored parameter are separated relative to each other, receiving in real time from the indicated n meters data on the measurement results of at least one monitored parameter, while measuring the controlled parameter is performed continuously and simultaneously on all the n points of measurement Observation Network with a constant and identical for all stations discretization time step Δt and register them in the form of an electrical signal.

При этом формирование для исследуемого сейсмоактивного региона регулярной сети из N×M узлов, где N - количество узлов в направлении изменения долготы и М - количество узлов в направлении изменения широты, покрывающей исследуемый сейсмоактивный регион, причем каждому из этих узлов соответствует прилегающая к нему одна зона исследуемого сейсмоопасного региона; обработку данных, полученных от указанных n пунктов измерения, для определения риска появления предстоящего сейсмического события, его местоположения, времени и силы, включающую выбор временного окна, состоящего из заданного числа L последовательных временных отсчетов с шагом дискретизации.Moreover, the formation of a regular network of N × M nodes for the seismically active region under study, where N is the number of nodes in the direction of changing longitude and M is the number of nodes in the direction of changing latitude covering the studied seismically active region, with one zone adjacent to each of them investigated seismic hazardous region; processing data obtained from the indicated n measurement points to determine the risk of the upcoming seismic event, its location, time and strength, including the choice of a time window consisting of a given number L of consecutive time samples with a sampling step.

Определяют для каждого узла, регулярной сетки из N×M узлов меры согласованности S изменений контролируемых параметров, путем совместного анализа измерений в некотором числе ближайших к узлу пунктов измерения среди общего числа n пунктов измерения, покрывающих исследуемый сейсмоактивный регион, далее, используя значения меры согласованности S в каждом узле, для каждого временного окна на текущий момент времени; формируют для исследуемого сейсмоопасного региона пространственно-временную схему распределения меры согласованности S, далее называемую картой синхронизации, при этом совокупность зон, прилегающих к узлам регулярной сети, для которых мера согласованности S превышает пороговое значение, определяет подобласть исследуемого региона, оцениваемую как область с повышенной сейсмоопасностью в пределах текущего скользящего временного окна, причем пороговое значение определяют на основе статистического анализа значения S для предыдущих сейсмических событий в этом сейсмоактивном регионе.For each node, a regular grid of N × M nodes, they determine the consistency measures S of changes in the controlled parameters by jointly analyzing the measurements in a number of measurement points closest to the node among the total number n of measurement points covering the seismically active region under study, then using the values of the consistency measure S in each node, for each time window at the current time; form for the seismic hazard region under study a spatiotemporal pattern of distribution of the consistency measure S, hereinafter referred to as the synchronization map, and the set of zones adjacent to the nodes of the regular network for which the consistency measure S exceeds the threshold value determines the subregion of the investigated region, estimated as an area with increased seismic hazard within the current moving time window, and the threshold value is determined based on statistical analysis of the values of S for previous se nomic developments in this seismically active region.

В отличие от прототипа, при формировании для исследуемого сейсмоопасного региона пространственно-временной схемы распределения меры согласованности S изменений контролируемых параметров, меру согласованности определяют по критерию синхронизации, равному отношению среднеквадратического отклонения разностей между последовательными измерениями для каждого узла регулярной сетки к среднему значению измерений во всех узлах регулярной сетки, что реализуется посредством высокоскоростных средств вычислительной техники и соответствующего программно-математического обеспечения геоинформационных систем.In contrast to the prototype, when forming a spatiotemporal distribution scheme for the seismic hazard region under study, the consistency measure S of changes in the controlled parameters, the consistency measure is determined by the synchronization criterion equal to the ratio of the standard deviation of the differences between consecutive measurements for each node of the regular grid to the average value of measurements in all nodes regular grid, which is implemented by means of high-speed computer technology and the corresponding of software and mathematical support of geographic information systems.

На практике, как и в прототипе [5], в качестве количественного значения пространственно-временной схемы распределения меры согласованности, используют критерий сходства кривых, представляющий собой величину среднеквадратического отклонения как для амплитуд сейсмических колебаний σ_h, так и для моментов наступления сейсмоопасного явления σ_t.In practice, as in the prototype [5], the criterion for the similarity of the curves, which is the value of the standard deviation for both the amplitudes of seismic vibrations σ _h and the moments of the onset of a seismically dangerous phenomenon σ _t .

Однако оценка сходства временного хода сейсмических колебаний по среднеквадратическим отклонениям σ_h и σ_t не достаточно корректна. Дело в том, что сейсмические колебания имеют достаточно сложную форму временного хода. Сложность формы сейсмических колебаний приводит к тому, что даже при тождественной форме среднеквадратическое отклонение σ_h будет значительной величиной только за счет фазового сдвига колебаний. В то же время, для вычисления среднеквадратического отклонения σ_t необходимо найти сходные экстремумы, что затруднительно при различном их числе.However, the assessment of the similarity of the temporal course of seismic oscillations by the standard deviations σ _h and σ _{t is} not quite correct. The fact is that seismic vibrations have a rather complicated shape of the time course. The complexity of the shape of seismic vibrations leads to the fact that even with the identical shape, the standard deviation σ _h will be significant only due to the phase shift of the vibrations. At the same time, to calculate the standard deviation σ _t, it is necessary to find similar extrema, which is difficult for their various numbers.

Приведем иллюстрацию недостаточной эффективности критериев σ_h и σ_t. Предварительно заметим, что форма колебательного процесса определяется не столько амплитудой, сколько фазой процесса. Фаза - это состояние процесса в некоторый момент времени. Формальное описание фазы колебательного процесса сводится к следующему. Рассмотрим выражение для простейшего гармонического колебания:Let us illustrate the insufficient effectiveness of the criteria σ _h and σ _t . First we note that the shape of the oscillatory process is determined not so much by the amplitude as by the phase of the process. A phase is a state of a process at some point in time. A formal description of the phase of the oscillatory process is as follows. Consider the expression for the simplest harmonic oscillation:

Здесь t - время, ω - частота гармоники, А и φ - амплитуда и фазовый сдвиг колебания. Моменты наступления экстремумов определяются аргументом косинуса: ωt-φ. Будем обозначать аргумент символом Ф(t). В физике принято величину Ф(t)=ωt-φ называть фазой. Моменты наступления экстремумов для выражения (1) соответствуют моментам при которых Ф(t)=kπ/2, k=0,1,…. Фаза - монотонно растущая (до бесконечности) функция времени, выражается в радианах.Here t is time, ω is the harmonic frequency, and A and φ are the amplitude and phase shift of the oscillation. The moments of the onset of extrema are determined by the cosine argument: ωt-φ. We will denote the argument by the symbol Φ (t). In physics, the quantity Ф (t) = ωt-φ is usually called the phase. The moments of the onset of extrema for expression (1) correspond to the moments at which Ф (t) = kπ / 2, k = 0,1, .... Phase is a monotonically growing (to infinity) function of time, expressed in radians.

Рассмотрим оценку среднеквадратических значений σ_h и σ_t для двух гармонических колебаний вида (1) с одинаковыми параметрами. Очевидно, что в этом случае σ_h=0 и σ_t=0. Теперь пусть для одного процесса φ₁=0, а для другого φ₂=π. Тогда σ_h≈1, а σ_t=π. Получается, что форма обоих процессов не изменилась, а оценки сходства изменились существенно: на 50% возможного относительного диапазона. Следовательно, критерии σ_h и σ_t не репрезентативны для процессов, смещенных по фазе, они приводят к ложному различению двух процессов, имеющих одинаковую форму, но сдвинутых по фазе.Consider the estimate of the mean square values of σ _h and σ _t for two harmonic oscillations of the form (1) with the same parameters. Obviously, in this case, σ _h = 0 and σ _t = 0. Now let φ ₁ = 0 for one process and φ ₂ = π for another. Then σ _h ≈1, and σ _t = π. It turns out that the form of both processes has not changed, and the similarity estimates have changed significantly: by 50% of the possible relative range. Therefore, the criteria σ _h and σ _{t are} not representative for processes that are phase shifted; they lead to a false distinction between two processes that have the same shape but are phase shifted.

Для снятия данной проблемной ситуации следует найти способ оценки сходства колебаний, учитывающий разность фаз процессов, например, путем использования фазовой синхронизации двух временных процессов (Пиковский А., Розенблюм М., Куртс Ю. Синхронизация. Фундаментальное нелинейное явление. - М: Техносфера, 2003. - 496 с).To remove this problematic situation, one should find a method for assessing the similarity of oscillations that takes into account the phase difference of processes, for example, by using phase synchronization of two time processes (Pikovsky A., Rosenblum M., Kurs Yu. Synchronization. Fundamental nonlinear phenomenon. - M: Technosphere, 2003 . - 496 s).

В теории синхронизации определено, что два колебательных процесса находятся в резонансе, если их частоты колебаний ω₁ и ω₂ находятся в отношении:In the theory of synchronization, it is determined that two oscillatory processes are in resonance if their vibration frequencies ω ₁ and ω ₂ are in the ratio:

где n и m являются целыми числами. Определим фазу колебаний в виде Ф_j(t)=ω_j(t) для каждого колебания j=1,2, тогда разность фаз этих колебаний будет γ_n,m=nФ₁-mФ₂.where n and m are integers. We define the phase of the oscillations in the form Ф _j (t) = ω _j (t) for each oscillation j = 1,2, then the phase difference of these oscillations will be γ _{n, m} = n Ф ₁ -mФ ₂ .

Для условия резонанса должно выполняться условиеFor the resonance condition, the condition

где δ - фазовый сдвиг между колебаниями, const - любое положительное конечное число. Условие (3) должно выполняться для реальных наблюдаемых сейсмических процессов, для которых частоты колебаний непостоянны, а флуктуируют около некоторого значения. В этом случае условие (3) можно представить гистограммой величиныwhere δ is the phase shift between the oscillations, const is any positive finite number. Condition (3) must be satisfied for the real observable seismic processes for which the oscillation frequencies are unstable and fluctuate around a certain value. In this case, condition (3) can be represented by a histogram of

Для проверки условия (4) необходимо иметь возможность получить фазу Ф(t) для любого колебательного процесса. Свойства фаза Ф(t) должны быть аналогичны свойствам фазы гармонического колебания (1). Фаза Ф(t) должна быть:To check condition (4), it is necessary to be able to obtain the phase Φ (t) for any oscillatory process. The properties of the phase Φ (t) should be similar to the properties of the phase of harmonic oscillation (1). Phase F (t) should be:

1) определена для любого временного ряда наблюдений h(t);1) is defined for any time series of observations h (t);

2) однозначна;2) unambiguous;

3) вычислима.3) computable.

Фазу Ф(t) с такими свойствами определяют на основе понятия «аналитического сигнала» (Вакман Д.Е., Вайнштейн Л.А. Амплитуда, фаза, частота - основные понятия теории колебаний // Успехи физических наук, 1977, декабрь, т. 123, вып. 4., с. 657-682).The phase Ф (t) with such properties is determined on the basis of the concept of “analytical signal” (Wakman D.E., Weinstein L.A. Amplitude, phase, frequency - the basic concepts of the theory of oscillations // Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 1977, December, vol. 123, issue 4., p. 657-682).

Аналитический сигнал для действительной функции h(t) - это комплексная функция ζ(t)=h(t)+iσ(t). Действительной частью комплексной функции является сам исходный действительный сигнал h(t), мнимая ее часть σ(t) строится при помощи интегрального преобразования Гильберта от исходного сигнала h(t) (Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных - М.: Мир, 1989. - 540 с).The analytical signal for the real function h (t) is the complex function ζ (t) = h (t) + iσ (t). The real part of the complex function is the original real signal h (t) itself, its imaginary part σ (t) is constructed using the Hilbert integral transformation from the original signal h (t) (Bendat J., Piersol A. Applied random data analysis - M .: Mir, 1989 .-- 540 s).

Результатом представления временных колебательных процессов в виде аналитического сигнала является следующая система математических зависимостей. Обозначим через a(t) и Ф(t) модуль и аргумент аналитического сигнала ζ(t) для действительной функции h(t). ТогдаThe result of representing temporary oscillatory processes in the form of an analytical signal is the following system of mathematical dependencies. Denote by a (t) and Φ (t) the modulus and argument of the analytical signal ζ (t) for the real function h (t). Then

Здесь σ(t) - мнимая часть комплексной функции ζ(t). Выражение (9) является искомой фазой Ф(t) временного процесса h(t).Here σ (t) is the imaginary part of the complex function ζ (t). Expression (9) is the desired phase Φ (t) of the time process h (t).

Используя понятие аналитического сигнала, представим вычислительный способ определения фазовой синхронизации двух временных скалярных рядов наблюдений одинаковой дискретности и длины.Using the concept of an analytical signal, we present a computational method for determining the phase synchronization of two temporal scalar series of observations of the same discreteness and length.

Входные данные: два временных ряда ежечасных наблюдений за колебаниями земной коры h_j(t), j=1,2 одинаковой длины.Input data: two time series of hourly observations of fluctuations in the earth's crust h _j (t), j = 1.2 of the same length.

1. Для каждого скалярного ряда h_j(t), j=1,2, вычисляется комплексный сигнал ζ_j(t)=h_j(t)+iσ(t). Здесь σ_j(t) соответствует выражению (7) и вычисляется с помощью преобразования Гильберта. Алгоритм вычисления преобразования Гильберта изложен, например, в известной книге: Бендата Дж. и Пирсола А. Прикладной анализ случайных данных - М.: Мир, 1989.1. For each scalar series h _j (t), j = 1,2, the complex signal ζ _j (t) = h _j (t) + iσ (t) is calculated. Here, σ _j (t) corresponds to expression (7) and is calculated using the Hilbert transform. The algorithm for calculating the Hilbert transform is described, for example, in the famous book: Bendat J. and Pirsola A. Applied analysis of random data - M .: Mir, 1989.

2. Вычисляются фазы Ф_j(t) в соответствии с (9).2. The phases Φ _j (t) are calculated in accordance with (9).

3. Вычисляются развертки фаз Θ_j(t) по соответствующим значениям Ф_j(t).3. The phase sweeps Θ _j (t) are calculated from the corresponding values of Ф _j (t).

Другими словами, осуществляется переход от функции Ф_j(t), значения которой измеряются в интервале [-π÷π], к функции Θ_j(f) значения которой монотонно растут (не убывают). Для вычисления обычно используется алгоритм Шафера. Он построен на прибавлении к выборкам главного значения фазы Ф_j(t) величин, равных 2πk, где k - целое число. Значения k определяются путем сравнения соседних отсчетов фазы Ф_j(t) с помощью вычисления так называемой корректирующей последовательности. Алгоритм Шафера реализован в большинстве пакетов программ обработки сигналов (Васильев В., Гуров И. Компьютерная обработка сигналов в приложении к интерферометрическим системам - СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 1998. -238).In other words, a transition is made from the function Φ _j (t), the values of which are measured in the interval [-π ÷ π], to the function Θ _j (f) whose values monotonically increase (do not decrease). For calculation, the Schafer algorithm is usually used. It is based on adding to the samples the main phase Φ _j (t) values equal to 2πk, where k is an integer. The values of k are determined by comparing adjacent samples of the phase Φ _j (t) by calculating the so-called corrective sequence. Schafer's algorithm is implemented in most signal processing software packages (V. Vasiliev, I. Gurov. Computer signal processing as applied to interferometric systems - St. Petersburg: BHV-Saint-Petersburg, 1998. -238).

4. Вычисляется разность ψ(t) разверток фаз Θ_j(t) соответствии с (4):4. The difference ψ (t) of the phase sweeps Θ _j (t) is calculated in accordance with (4):

ψ(t)=(Θ₁(t)-Θ₂(t))mоd2π.ψ (t) = (Θ ₁ (t) -Θ ₂ (t)) mod2π.

5. Вычисляется распределение p_i(i=1,…,I) значений по ψ(t) по I интервалам 2π/I, где р_i - число попаданий значения ψ(t) в i-ый интервал 2π/I, I - число интервалов.5. The distribution p _i (i = 1, ..., I) of values over ψ (t) over I intervals 2π / I is calculated, where p _i is the number of hits of the value ψ (t) in the i-th interval 2π / I, I - number of intervals.

6. Вычисляется числовой коэффициент синхронизации ρ=(S_max-S)/S_max, где

, S_max=1n I. Коэффициент ρ равносилен энтропии Шеннона.6. The numerical synchronization coefficient ρ = (S _max -S) / S _{max is} calculated, where

, S _max = 1n I. The coefficient ρ is equivalent to the Shannon entropy.

Значение ρ лежат в диапазоне [0, 1].The value of ρ lies in the range [0, 1].

Выходной результат: коэффициент ρ - критерий сходства формы двух временных рядов наблюдений за уровнем земной коры h_j(t), j=1, 2.Output result: coefficient ρ - criterion for the similarity of the shape of two time series of observations of the level of the earth's crust h _j (t), j = 1, 2.

Очевидно, что при отсутствии фазовой синхронизации между колебаниями коэффициент синхронизации близок (равен) к нулю, так как распределение p_i будет близко к равномерному, а при таком распределении значения разностей фаз равновероятны. При наличии синхронизации распределение p_i будет иметь резкий пик вблизи значения, равного сдвигу фаз между колебаниями, а критерий синхронизации приближается к единице.Obviously, in the absence of phase synchronization between the oscillations, the synchronization coefficient is close (equal) to zero, since the distribution p _i will be close to uniform, and with such a distribution, the values of the phase differences are equally probable. In the presence of synchronization, the distribution of p _i will have a sharp peak near a value equal to the phase shift between the oscillations, and the synchronization criterion approaches unity.

В результате можно получить количественную оценку сходства текущих пороговых значений и определенных на основе статистического анализа значения для предыдущих сейсмических событий в этом сейсмоактивном регионе, что является дополнительной информацией к коэффициенту автокорреляции, который используется в настоящее время.As a result, it is possible to obtain a quantitative assessment of the similarity of current threshold values and the values determined based on statistical analysis for previous seismic events in this seismically active region, which is additional information to the autocorrelation coefficient that is currently used.

Предлагаемое техническое решение реализуется посредством промышленно освоенными измерительными датчиками и вычислительными средствами с апробированным программно - математическим обеспечением.The proposed technical solution is implemented by means of industrially mastered measuring sensors and computing means with proven software and mathematical software.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU №2130195, 10.05.1999.1. Patent RU No. 2130195, 05/10/1999.

2. Патент RU №2147757, 20.04.2004.2. Patent RU No. 2147757, 04/20/2004.

3. Патент RU №2106663, 10.03.1998.3. Patent RU No. 2106663, 03/10/1998.

4. Патент US №7706982, 27.04.2010.4. US patent No. 7706982, 04/27/2010.

5. Патент RU №2579159 C1, 10.04.2016.5. Patent RU No. 2579159 C1, 04/10/2016.

6. Патент RU № 2581119 С2, 10.04.2016.6. Patent RU No. 2581119 C2, 04/10/2016.

7. Патент RU № 2580206 С1, 10.04.2016.7. Patent RU No. 2580206 C1, 04/10/2016.

Claims (1)

Способ прогнозирования сейсмического события, содержащий выбор, по меньшей мере, одного контролируемого параметра из числа параметров, характеризующих процессы в земной коре, для мониторинга ситуации, по меньшей мере, в одной зоне ожидаемого сейсмического события, принадлежащей исследуемому сейсмоактивному региону; формирование в исследуемом сейсмоактивном регионе, к которому принадлежит, по меньшей мере, эта одна зона ожидаемого сейсмического события, наблюдательной сети из n пунктов измерения, по меньшей мере, этого одного контролируемого параметра, при этом в исследуемом сейсмоактивном регионе пункты измерения контролируемого параметра разнесены относительно друг друга, получение в режиме реального времени от указанных n измерителей данных о результатах измерения, по меньшей мере, одного контролируемого параметра, при этом измерения контролируемого параметра выполняют непрерывно и одновременно на всех n пунктах измерения наблюдательной сети с постоянным и одинаковым для всех станций шагом дискретизации по времени Δt и регистрируют их в виде электрического сигнала; формирование для исследуемого сейсмоактивного региона регулярной сети из N×M узлов, где N - количество узлов в направлении изменения долготы и М - количество узлов в направлении изменения широты, покрывающей исследуемый сейсмоактивный регион, причем каждому из этих узлов соответствует прилегающая к нему одна зона исследуемого сейсмоопасного региона; обработку данных, полученных от указанных n пунктов измерения, для определения риска появления предстоящего сейсмического события, его местоположения, времени и силы, включающую выбор временного окна, состоящего из заданного числа L последовательных временных отсчетов с шагом дискретизации; определение для каждого узла регулярной сетки из N×M узлов меры согласованности S изменений контролируемых параметров путем совместного анализа измерений в некотором числе ближайших к узлу пунктов измерения среди общего числа n пунктов измерения, покрывающих исследуемый сейсмоактивный регион, далее, используя значения меры согласованности S в каждом узле, для каждого временного окна на текущий момент времени; формируют для исследуемого сейсмоопасного региона пространственно-временную схему распределения меры согласованности S, далее называемую картой синхронизации, при этом совокупность зон, прилегающих к узлам регулярной сети, для которых мера согласованности S превышает пороговое значение, определяет подобласть исследуемого региона, оцениваемую как область с повышенной сейсмоопасностью в пределах текущего скользящего временного окна, причем пороговое значение определяют на основе статистического анализа значения S для предыдущих сейсмических событий в этом сейсмоактивном регионе, отличающийся тем, что при формировании для исследуемого сейсмоопасного региона пространственно-временной схемы распределения меры согласованности S изменений контролируемых параметров, меру согласованности определяют по критерию синхронизации, равному отношению среднеквадратического отклонения разностей между последовательными измерениями для каждого узла регулярной сетки к среднему значению измерений во всех узлах регулярной сетки.A method for predicting a seismic event, comprising selecting at least one controlled parameter from among parameters characterizing processes in the earth's crust, for monitoring the situation in at least one zone of an expected seismic event belonging to the studied seismically active region; the formation in the studied seismically active region, to which at least this one zone of the expected seismic event belongs, an observational network of n points of measurement of at least this one controlled parameter, while in the studied seismically active region the measured points of the controlled parameter are spaced relative to each other friend, receiving in real time from the indicated n meters data on the measurement results of at least one controlled parameter, while the measurement controls uemogo parameter operate continuously and simultaneously in all n points observation network measurements with a constant and identical for all stations discretization time step Δt and register them in the form of an electrical signal; forming for the studied seismically active region a regular network of N × M nodes, where N is the number of nodes in the direction of changing longitude and M is the number of nodes in the direction of changing the latitude covering the studied seismically active region, each of which corresponds to one adjacent zone of the studied seismically dangerous region processing data obtained from the indicated n measurement points to determine the risk of the upcoming seismic event, its location, time and force, including the choice of a time window consisting of a given number L of consecutive time samples with a sampling step; determination for each node of a regular grid of N × M nodes of a measure of consistency S of changes in controlled parameters by a joint analysis of measurements in a number of measurement points closest to the node among the total number n of measurement points covering the seismically active region under study, then using the values of the measure of consistency S in each node for each time window at the current time; form for the seismic hazard region under study a spatiotemporal pattern of distribution of the consistency measure S, hereinafter referred to as the synchronization map, and the set of zones adjacent to the nodes of the regular network for which the consistency measure S exceeds the threshold value determines the subregion of the investigated region, estimated as an area with increased seismic hazard within the current moving time window, and the threshold value is determined based on statistical analysis of the values of S for previous se events in this seismically active region, characterized in that when a spatiotemporal distribution scheme is formed for the seismic hazard region under study, the consistency measure S of changes in the controlled parameters, the consistency measure is determined by the synchronization criterion equal to the ratio of the standard deviation of the differences between consecutive measurements for each node of the regular grid to the average value of measurements at all nodes of the regular grid.