低成本地磁場監測設備的設計與實現

孫路強 張明東 康健 劉建波

摘要：為能夠在短時間內建成區域高密度地磁場觀測臺網，實現地磁場數據成網、成片觀測，需要解決精準捕捉極震區特大震前磁場異常現象的問題。項目組利用物聯網通信技術，基于RM3100三軸磁傳感器，開發低成本地磁場監測設備，并部署在天津市寶坻區、武清區，同時利用人工智能數據分析技術和時序數據存儲技術，開展地震前兆異常自動判定和可視化預報技術研究。該成果在2022年6月23日天津寶坻M2.0地震中得到了驗證，說明低成本地磁場觀測系統不僅對大震有察覺，對于近距離的中小地震同樣敏感。

關鍵詞：地磁場; 地震預報; 低成本; 高密度; 大數據

中圖分類號： P315????? 文獻標志碼：A?? 文章編號： 1000-0844（2024）03-0665-07

DOI：10.20000/j.1000-0844.20220906003

Low-cost geomagnetic field monitoring equipment：design and implementation

SUN Luqiang， ZHANG Mingdong， KANG Jian， LIU Jianbo

（Tianjin Earthquake Agency， Tianjin 300201， China）

Abstract：?We developed low-cost magnetic field monitoring equipment to accomplish the rapid establishment of a regional high-density geomagnetic field observation network， which is capable of recording geomagnetic field data and precisely identifying magnetic field anomalies preceding major earthquakes in the meizoseismal region. The devised equipment—based on Internet of Things communication and RM3100 triaxial magnetic sensors—was deployed in the Baodi and Wuqing Districts of Tianjin. Subsequently， the automatic judgment and visual prediction of earthquake precursor anomalies were investigated by employing artificial intelligence data analysis and temporal data storage techniques. The effectiveness of the proposed monitoring equipment was verified during the M2.0 earthquake that struck Baodi， Tianjin， on June 23， 2022， demonstrating its ability to detect anomalies preceding major earthquakes and its sensitivity to small- and medium-magnitude earthquakes over short distances.

Keywords：geomagnetic field; earthquake prediction; low-cost; high-density; big data

0 引言

地磁觀測是地震前兆觀測的一種重要手段，地磁現象可反映上至日地空間，下至大氣層和固體地球中發生的與電磁有聯系的各種物理過程，通過分析磁場在地球內部的電磁感應現象，可開展地震早期預報。強破壞地震發生時，由于地下巖漿潛流運行造成磁場出現不規則劇烈變化，引發電磁攪拌力運行，造成局部磁場發生突變［1-2］。中國地震局自1987年開始探索震磁關系，研究中國大陸地區局部磁場異常變化現象，并開展實驗性地震預報研究工作。地震預報專家通過多年來對震磁關系的研究，總結出多項理論支持震前磁異常這一現象，但所涉及磁場變化量級很小，難以解釋極震區特大磁場異常變化現象。主要原因為地磁場專業設備成本高，不能進行大批量部署，很難在震中區的恰有觀測點位去抓住地震發生前強磁場變化。項目組基于RM3100磁傳感器，利用物聯網技術研制了低成本地磁場監測設備，適合在短時間內在某一區域大面積部署，迅速提升該地區地磁場的監測能力，有助于捕捉強破壞地震發生前地磁場異常信息，以精準預報M6.0以上地震發生的位置與時間。同時，基于大數據分析技術，開展前兆異常自動判別，制作區域磁場變化云圖。在《國家地震科技發展規劃（2021—2035年）》［3］中提倡發展低成本、抗干擾和多學科綜合觀測方法，這也為該項目的應用和推廣指明了發展方向。

1 系統組成

低成本地磁場監測設備主要由監測感知功能區、通信功能區和系統服務管理區三部分組成（圖1）。監測感知功能區包括RM3100三軸磁傳感器、重力加速度傳感器和溫度與氣壓監測傳感器，實現對地磁場、重力加速度和環境要素的實時采集；通信功能區采用窄帶物聯網（Narrow Band Internet of Things，NB-IoT）模塊，實現基于用戶數據報協議（User Datagram Protocol，UDP）的數據通信、組幀、解幀、校驗、反饋、重傳等通信管理功能，并提供精準的授時服務;系統管理區包括能源管理模塊、存儲管理模塊和時間管理模塊，通過串口、通用輸入輸出端口（General Porpose Intput Output，GPIO）、二線串行數據傳送接口（Two-Line Bus，I2C）、串行外設接口（Serial Peripheral Interface，SPI）等連接控制外圍硬件單元，并適時采用外設斷電、低主頻運行、休眠等模式降低系統功耗，實現對設備的能源使用管理，同時實現對采集數據的本地存儲［4-5］，有助于斷點續傳功能的實現。

該裝置體積小，采用內置電池供電方式，同時實現低壓補償功能，并配置太陽能充電系統。數據通信采用無線方式，適宜野外快速展開和安裝。

2 系統硬件設計

該系統硬件設計采用模塊化方案，主要由五個功能模組組成，分別為磁場檢測功能模組、環境檢測模組、通信模組、供電模組和主控制器，以主控制器為核心，向外連接各功能模組。各功能模組獨立供電，降低了系統的總體功耗水平，以突出設備低功耗的特點。在硬件設計過程中實施組充分考慮野外部署和觀測的需要，整機按照工業級IP67標準進行加工生產，適應野外防水要求。該裝置采用了國產低功耗微控制單元作為核心處理器，板上運行FreeRTOS嵌入式操作系統［6-7］。

2.1 磁場檢測功能模組

磁場檢測功能模組，采用RM3100三軸磁傳感器，該傳感器靈敏度為10 nT，測量范圍為-800～800 μT，通過SPI接口進行連接，工作過程中無需進行信號處理?？紤]到地磁場觀測臺站附近會有汽車、行人等產生干擾的鐵磁性物質的出現，該傳感器能夠準確識別這些“模糊”信息，從而消除因此而帶來的測量偏差，且不需要進行溫度校準和脈沖電流復位。

本項目中所采用的三軸磁傳感器是一種采用磁場感應原理的傳感器，可分別測量X、Y和Z軸上的磁場變化。當磁場感應到一個外部的磁場時，磁性將會發生變化，從而改變傳感器的電性能參數，如電阻、電容、電感等，從而產生一個電信號。電子系統把這三個方向磁場變化數據綜合起來，可以將其轉換成數字信號，這個數字信號可以用來測量外部的磁場強度和方向。

項目組在設計之初為減小裝置體積，采取磁場檢測功能模塊內置的方式，但在實際觀測中發現，裝置內通信模組在定時傳輸數據，以及供電模組喚醒工作時，產生的電磁波均會對磁場檢測單元產生干擾，數據出現突跳，影響磁場觀測數據質量。因此在定型生產的裝置中，實施組在裝置上加裝了30 cm長過渡桿，并將磁場檢測模組放置于過渡桿頂部，有效地避免了設備功能模組之間的干擾。裝置外觀及過渡桿見圖2所示。

2.2 環境檢測模組

實施組計劃在天津建成地磁場觀測網絡，利用大數據的方式開展地震預報研究。為突出該觀測系統具有大數據功能的特點，項目組在裝置內部集成了環境檢測模組，用于采集觀測點附近氣溫、氣壓以及重力的變化，使單一觀測點位產出多樣化觀測數據，同時氣溫、氣壓觀測數據可輔助磁場觀測，分析環境變化因素是否對磁場觀測數據產生影響。環境檢測微機電系統（Micro-Electro-Mechanical System，MEMS）芯片通過SPI總線進行連接，工作溫度范圍在-45～85 ℃，適合野外部署需要。溫度傳感器具有0.8 ℃的測量準確度，具有強化溫度補償功能。重力加速度傳感器最大量程為±16g，數據輸出功率1.6～1 600 Hz。

2.3 通信模組

項目組采用移動BC20無線通信模組，相比采用傳統的NB-IoT方案，一體化設計使體積減小了40%，同時具備超低功耗和超寬工作溫度范圍的特性，支持北斗和GPS的雙衛星導航系統解調算法，對于地磁觀測臺站定位、授時等具有更強的技術支持。目前，在天津地區部署的地磁場監測裝置通信質量良好，未出現較大延時現象。項目組在設備內部增加了實時時鐘（Real_Time Clock，RTC）通過控制芯片來維持系統時間，在野外高低溫環境下走時誤差小于±3.8×10-6。

2.4 供電模組

該裝置原計劃采用19 Ah、3.6 V長效鋰電池為設備各功能模組工作提供供電。在測試期間由于北方冬季低溫，造成鋰電池夜間電量衰減快，電池實際電壓過低，通信模組和采集芯片無法正常工作，出現數據斷計、大脈沖突跳等情況。研發人員為解決該問題，將原有鋰電池更換為穩定性更強的鉛酸電池，增加太陽能充電管理微型電子芯片［8-9］，通過太陽能充電的方式補償低溫電量衰減，穩定工作電壓。

3 系統軟件設計

該裝置采用RM3100三軸磁傳感器測量地球磁場大小，適時采用外設斷電、低主頻運行、休眠等模式降低系統功耗。該裝置在工作原理上采取系統上電完成初始化后，讀取 FreeRTOS 操作系統發送的控制指令，如果為開始工作，則讀取三軸地磁傳感器測量出的空間物體三維地磁感應強度分量 X、Y、Z并進行修正，通過地磁處理子程序得出橫擺角 γ 的值［10-11］。最終通過無線通信模塊將數據傳輸至數據管理平臺，進行數據的實時顯示與存儲。如果為工作停止，則停止數據的采集、處理工作。數據采集和處理流程如圖3所示。

3.1 地磁干擾修正

低成本地磁場監測設備會受到來自設備自身和外界的磁場干擾，造成測量出現偏差，實施組通過磁干擾修正算法子程序實現對基本磁場的修正。首先在該程序中構建地磁傳感器誤差模型，確定低成本地磁場監測設備測量數據與磁場真實數據之間關系為：

Hm=CMCNOCSF（He+DH+DS）+D0+w

式中：Hm表示設備采集到的三軸地磁場實時向量數據;He為理想狀態下真實地磁場數據;Hm和He均采用長度為3的列向量表示，向量元素分別代表地磁向量在Oxm、Oym和Ozm軸的投影大?。?2］。

其次，在原始觀測數據采集過程中地磁信號不可避免地混雜著一些高頻的隨機噪聲，該噪聲是符合高斯分布的，無法提前進行預知和處理。因此，在設備傳輸數據之前，需要通過邊緣計算方法進行原始濾波，去除測量噪聲影響［13］，項目組在設備邊緣計算軟件編程中采用滑動加權平均值濾波器進行該處理。

3.2 地磁場傳感器干擾處理測試

通常用于校準磁傳感器的方法是在x、y、z平面上轉動傳感器進行繞圈，然后抽取數據。在理想狀態下一個地點的地磁場強度是一個常數值，因此繪制的數據應該是一個圓，這個圓球的半徑為磁場強度，而事實上由于x、y、z軸的跨度范圍有較大的差別，對于三分向上采集得到的觀測數據，在空間上會形成一個類似橢球型包絡圖形（圖4）。這一情況是由于儀器設備內部電子元件和外部環境帶來的硬磁性干擾DH、軟磁性干擾DS、安裝誤差CM、隨機測量噪聲w等原因作用的結果。

設備內部地磁干擾修正程序啟動后，首先會對觀測數據進行滑動加權平均值濾波，降低隨機噪聲帶來的影響，并通過分析濾波數據得到去除干擾所使用的誤差補償參數，并將該參數帶入地磁傳感器誤差模型中，此時會發現三分向地磁量形成的包絡圖畸變基本消除。

低成本地磁場觀測設備在啟動數據干擾修正程序之前，觀測得到的地磁場強度隨著傳感器方位的改變疊加不同的磁干擾量［14］，使總強度發生較大變化。啟動數據修正程序后，地磁場強度均方根誤差為8.21，修正之后為1.16，與原始觀測數據相比減小了85.8%。磁干擾修正算法有效修正了地磁傳感器被硬磁和軟磁性物質帶來的影響。

3.3 設備工作狀態切換

低成本地磁場觀測設備工作狀態包括：初始態、暫停態、工作狀態、采樣狀態、通信狀態、故障狀態、休眠狀態和版本管理狀態等［15］。設備狀態轉化關系如圖5所示。

設備啟動后進入初始化流程，如初始化發生異常將進入故障狀態運行，并向遠端設備管理系統發出報警信息，并顯示故障單元;如初始化成功后將檢測設備號、通信參數等基礎功能項目，尚未完成設備配置將進入暫停態并啟動藍牙低功耗（Bluetooth Low Energy，BLE）配置通道［16］，安裝人員通過手持終端進行參數配置并入網，設備檢測參數成功后，將進入正常工作狀態。在設備工作過程中，大部分時間將處于休眠狀態以降低功耗實現超長待機，設備定期采集MEMS傳感器數據存儲于內存和Flash中，通過無線4 G網絡定期集中上報到服務端［17］。設備定期同數據管理系統（Data Management System，DMS）服務器握手同步時間、檢查配置消息和版本信息等。當設備處于低電壓或超低溫狀態時，將減少無線4 G網絡接入次數，以保證設備可靠數據采集和緩存。

3.4 設備現場管理軟件

為了實現設備的快速配置入網，實施組在設計設備內部管理模塊時采用前、后端分離結構，后端程序采用開源Python框架flask實現，連接PostgreSQL數據庫，并提供標準的RESTful結構的Web Service數據接口。前端程序采用uni-app開發工具生成微信小程序［18］，設備管理模塊通過微信小程序鏈接設備藍牙，對設備進行初始化入網、信息修改、更換、清除等操作。

4 設備應用產出

4.1 應用情況

低成本地磁場監測設備于2021年3月完成開發測試工作，并針對供電單元存在的問題進行了升級改造，實施組提出了落地安裝、抱桿安裝和壁掛安裝三種方式，在天津寶坻區、武清區部署了40套監測設備，平均臺站間距為8.7 km，建成低成本地磁場觀測網絡，實現了地磁觀測成網成片觀測要求，同時也是對新時代群策群防技術的探索［19］。全部監測站點建設在野外，通過內置電池和外設太陽能板的方式實現供電運轉，數據傳輸采用物聯網通訊模組和消息隊列遙測傳輸（Message Queuing Telemetry Transport，MQTT）協議方式，實現觀測數據訂閱式傳輸［20］。圖6為地磁場觀測網絡磁場實時變化示意。

目前項目組基于低成本地磁場觀測網絡建設經驗，對觀測設備供電控制器和RM3100芯片抗干擾性能進行提升，滿足更復雜野外觀測環境的需要。同時，聯合中國地震局昆明地震預報研究所，計劃在滇西南地區部署多套該類型設備，開展針對多發地震地區的連續不間斷觀測。

4.2 觀測數據分析

天津低成本地磁場觀測網絡建成以來，為天津地區震情跟蹤工作開拓了一種新的思路，更加密集的觀測點位能夠捕捉到過去不曾捕捉到的微震前的異常信息［21］。2022年6月23日天津寶坻區發生了一次M2.0地震，實施組選取了距離震中1.2 km的中關村中學、5.8 km的寶坻臺和20.1 km的新安鎮三個觀測點，對2022年6月20—24日的數據進行了對比，距離震中最近的中關村中學觀測數據在震前72 h出現周期變化異常，而距離震中較遠的寶坻臺和新安鎮觀測點數據一致性較好，且觀測數據周期變化一致。同時發現在震前24 h至震前12 h期間，中關村觀測數據出現下降趨勢，而寶坻臺和新安鎮觀測數據為上升趨勢。在數值變化趨勢上反映出天津低成本地磁場觀測網絡對于微小地震發生前也能有所察覺，證明通過增加地磁觀測臺站密度可以捕捉到地震引發的局部磁場變化。

5 結論

實施組基于大數據思想，利用MEMS芯片和無線傳輸技術研制了低成本地磁場監測設備，滿足了野外快速建設高密度觀測臺網的需求，同時實現了對地磁場、氣壓、氣溫和重力加速度觀測數據的實時采集。業務中心采取時序存儲方式對各測項數據進行存儲，滿足大樣本數據快速存儲、讀取和計算的需要。采用大數據分析方法，對磁場觀測數據進行分析，并以數據可視化的方式形成地磁場實時變化熱力圖，用直觀的方式反映天津區域磁場強弱變化。地震預報從監測科學向數據科學邁進。

致謝：低成本地磁場監測設備在研制、測試過程中得到了中國地震局第一監測中心呂傳振，天津大學人工智能與計算學部馬勝、趙靖老師的大力支持和幫助，在此表示衷心的感謝。

參考文獻（References）

［1］ 倪喆，袁潔浩，王粲，等.2014年云南魯甸6.5級、永善5.0級地震前巖石圈磁場局部異常特征分析［J］.地震研究，2014，37（4）：537-541.

NI Zhe，YUAN Jiehao，WANG Can，et al.Analysis of local anomalous characteristics of lithospheric magnetic field before Ludian M6.5 and Yongshan M5.0 earthquakes in Yunnan in 2014［J］.Journal of Seismological Research，2014，37（4）：537-541.

［2］ 王青華，陳政宇，張忠龍，等.2014年魯甸6.5級地震相關斷裂的巖石圈磁異常分析［J］.地震研究，2017，40（3）：377-381.

WANG Qinghua，CHEN Zhengyu，ZHANG Zhonglong，et al.Lithosphere magnetic anomaly analysis of related faults of the 2014 Ludian MS6.5 earthquake［J］.Journal of Seismological Research，2017，40（3）：377-381.

［3］ 陳宏濤.基于MEMS的小型高精度測斜儀的設計［J］.物聯網技術，2019，2：27-30.

CHEN Hongtao.Design of a small high-precision inclinometer based on MEMS［J］.Internet of Thing Technology，2019，2：27-30.

［4］ 王建國，栗連弟，崔曉峰，等.數字化地震前兆臺網日常工作管理軟件［J］.地震研究，2009，32（1）：79-83.

WANG Jianguo，LI Liandi，CUI Xiaofeng，et al.Management software for daily routine of digital seismic precursor network［J］.Journal of Seismological Research，2009，32（1）：79-83.

［5］ 羅靜博，林春生，陳浩.基于RM3100磁傳感器的艦船磁場信號采集系統設計［J］.傳感器與微系統，2021，40（2）：86-88.

LUO Jingbo，LIN Chunsheng，CHEN Hao.Design of vessel magnetic field signal acquisition system based on RM3100 magnetic sensor［J］.Transducer and Microsystem Technologies，2021，40（2）：86-88.

［6］ 陳斌，袁潔浩，王粲，等.流動地磁監測數據處理流程［J］.地震研究，2017，40（3）：335-339，510-511.

CHEN Bin，YUAN Jiehao，WANG Can，et al.Data processing flowchart of Chinese mobile geomagnet monitoring array［J］.Journal of Seismological Research，2017，40（3）：335-339，510-511.

［7］ 任保宏，徐科軍.MSP430單片機原理與應用：MSP430F5xx/6xx系列單片機入門、提高與開發［M］.北京：電子工業出版社，2014.

REN Baohong，XU Kejun.Principle and application of MSP430 single chip microcomputer：introduction，improvement and development of MSP430F5xx/6xx series single chip microcomputer［M］.Beijing：Publishing House of Electronics Industry，2014.

［8］ 魏小龍.MSP430系列單片機接口技術及系統設計實例［M］.北京：北京航空航天大學出版社，2002.

WEI Xiaolong.Interface technology and system design example of MSP430 series single chip microcomputer［M］.Beijing：Beijing University of Aeronautics & Astronautics Press，2002.

［9］ 楊學慧，王赟輝，姚休義.云南地區巖石圈磁場特征及震磁特性［J］.地震研究，2020，43（4）：745-750.

YANG Xuehui，WANG Yunhui，YAO Xiuyi.Characteristics of lithospheric magnetic field and seismomagnetic characteristics in Yunnan area［J］.Journal of Seismological Research，2020，43（4）：745-750.

［10］ 于勇吉，林春生.構建一種PNI磁傳感器的艦船磁場信號檢測系統［J］.數字海洋與水下攻防，2018，1（3）：54-57.

YU Yongji，LIN Chunsheng.Detection system of ship's magnetic field signal based on PNI magnetic sensor［J］.Digital Ocean & Underwater Warfare，2018，1（3）：54-57.

［11］ 孫永林，姜鑫.基于MEMS/地磁的無人機航姿自適應估計算法［J］.傳感器與微系統，2020，39（11）：122-125.

SUN Yonglin，JIANG Xin.Adaptive algorithm for attitude estimation for UAV based on MEMS and geomagnetic［J］.Transducer and Microsystem Technologies，2020，39（11）：122-125.

［12］ 安亮亮，王良明，鐘陽.彈載三軸磁強計的橢球擬合補償方法［J］.傳感器與微系統，2020，39（12）：4-6，13.

AN Liangliang，WANG Liangming，ZHONG Yang.Ellipsoid fitting compensation method for three-axis magnetometer on projectile［J］.Transducer and Microsystem Technologies，2020，39（12）：4-6，13.

［13］ 周陽.電子羅盤消除固定位置變磁場干擾方法［J］.粘接，2021，47（8）：158-161.

ZHOU Yang.The method of electronic compass to eliminate the interference of fixed position and variable magnetic field［J］.Adhesion，2021，47（8）：158-161.

［14］ 武建軍，封維忠，于瑋.基于MEMS三維磁阻傳感器的電子指南針的研究［J］.傳感器與微系統，2011，30（8）：83-85，88.

WU Jianjun，FENG Weizhong，YU Wei.Study on electronic compass based on MEMS 3D magnetoresistive sensor［J］.Transducer and Microsystem Technologies，2011，30（8）：83-85，88.

［15］ 吳瓊，滕云田，黃大倫，等.絕對重力儀研制中一種新的自由落體軌跡重建算法［J］.地震學報，2012，34（4）：549-556.

WU Qiong，TENG Yuntian，HUANG Dalun，et al.A new type of algorithm for rebuilding the trace of free-fall body in absolute gravimeter development［J］.Acta Seismologica Sinica，2012，34（4）：549-556.

［16］ 周潤景，李茂泉.常用傳感器技術及應用［M］.2版.北京：電子工業出版社，2020.

ZHOU Runjing，LI Maoquan.Common sensor technology and its application［M］.2nd ed.Beijing：Publishing House of Electronics Industry，2020.

［17］ 張堅，林春生，鄧鵬，等.基于小波域OBF分解的磁異常信號檢測算法［J］.彈箭與制導學報，2011，31（6）：187-189，196.

ZHANG Jian，LIN Chunsheng，DENG Peng，et al.Detection of magnetic anomaly signal based on OBF decomposition in wavelet domain［J］.Journal of Projectiles，Rockets，Missiles and Guidance，2011，31（6）：187-189，196.

［18］ 李英玲，牛美雅，蘭宏富.基于uni-app+SpringBoot的移動智能辦公系統設計與實現［J］.西南民族大學學報（自然科學版），2022，48（3）：313-321.

LI Yingling，NIU Meiya，LAN Hongfu.Design and implementation of smart mobile office system based on uni-app and SpringBoot［J］.Journal of Southwest Minzu University （Natural Science Edition），2022，48（3）：313-321.

［19］ 王建國，劉春國，張彬，等.地下流體臺網（天津）基礎資料綜合管理系統研制與應用［J］.地震工程學報，2021，43（5）：1014-1023.

WANG Jianguo，LIU Chunguo，ZHANG Bin，et al.Development and application of an integrated management system for basic data of underground fluid network in Tianjin［J］.China Earthquake Engineering Journal，2021，43（5）：1014-1023.

［20］ 張晁軍，陳會忠.密集地震觀測帶來的變革［J］.地震研究，2017，40（1）：1-14，167.

ZHANG Chaojun，CHEN Huizhong.The challenges brought by dense seismic observation［J］.Journal of Seismological Research，2017，40（1）：1-14，167.

［21］ 周克昌，紀壽文，鄭智江，等.地球物理場流動觀測數據管理系統建設［J］.震災防御技術，2017，12（1）：78-84.

ZHOU Kechang，JI Shouwen，ZHENG Zhijiang，et al.Construction of system of geophysical data management for field mobile surveying［J］.Technology for Earthquake Disaster Prevention，2017，12（1）：78-84.

（本文編輯：任 棟）

基金項目：中國地震局地震科技星火計劃項目（XH23003C）；中國地震局三結合課題（3JH-202402036）

第一作者簡介：孫路強（1985-），男，高級工程師，主要從事地震預警風險預防和監測新技術研究工作。E-mail：lqsun850330@163.com。

孫路強，張明東，康健，等.低成本地磁場監測設備的設計與實現［J］.地震工程學報，2024，46（3）：665-671.DOI：10.20000/j.1000-0844.20220906003

SUN Luqiang，ZHANG Mingdong，KANG Jian，et al.Low-cost geomagnetic field monitoring equipment：design and implementation［J］.China Earthquake Engineering Journal，2024，46（3）：665-671.DOI：10.20000/j.1000-0844.20220906003