直接解答
甚麼是抗震韌性監測？
抗震韌性監測，是協調量測地震地面運動、岩土工程反應、結構行為及殘餘變形，讓工程師了解資產在地震事件發生前、發生期間及發生後的反應。
目的並非單純安裝加速度計。一套有效的監測架構，應把地震輸入與地盤、地基、結構及工程決策連繫起來。視乎資產情況，可綜合使用強震加速度計、地震儀、鑽孔陣列、GNSS、傾斜儀、應變感測器、孔隙水壓計、測斜儀、裂縫計及傳統測量監測。
從聯合土力（GEOOE）的工程監測角度看，一套地震監測系統的價值，取決於每個感測器是否回答明確的工程問題、量測是否同步及可追溯，以及所得資料能否支援實際資產決策。
香港背景
為何抗震韌性監測對香港仍然重要
香港位於歐亞板塊之內，距離最近的主要板塊邊界甚遠。香港天文台因此指出，本港發生強烈本地地震的機會甚低。不過，區域地震活動較低，並不等於沒有地震危害。
土木工程拓展署土力工程處已就香港地區進行正式地震危害評估。GEO Report No. 311《 香港地區地震危害分析（Seismic Hazard Analysis of the Hong Kong Region）》綜合評估區域地震紀錄，以及香港周邊的地震構造及地質環境。
因此，對香港而言，真正有用的問題並非「是否應把香港當作日本或加州般處理」，而是哪些資產值得取得地震資訊、需要量測甚麼反應，以及監測如何在高密度城市環境中支援韌性、狀況評估及震後決策。
高密度城市發展
高層建築、深層地基、地庫、鄰近構築物及地下基礎設施，會形成複雜的土壤—結構互制及現場進出條件。
鐵路及隧道
車站、隧道襯砌、高架橋、軌道系統及其介面，所需量測可能與一般建築物不同。
斜坡及擋土系統
抗震韌性可能與地下水、地盤橫向位移、擋土結構及地質條件互相影響。
關鍵基礎設施
醫院、橋樑、公用設施、數據基礎設施、供水系統及其他關鍵資產，可受惠於快速取得震後工程資訊。
量測策略
抗震韌性系統應量測甚麼？
地震地面輸入
加速度、速度、頻率成分、震動持續時間及空間變化，可描述進入場地的地震動。
場地及土體反應
地表與深層運動、放大效應、孔隙水壓反應、變形及沉降，有助說明本地地盤條件如何改變地震輸入。
結構反應
加速度、層間位移、傾斜、應變、位移，以及裂縫或接縫移動，可描述資產對輸入地震動的反應。
殘餘狀況
永久位移、殘餘傾斜、沉降或裂縫移動，對震後工程決策而言，可能比單一瞬態峰值反應更重要。
監測儀器
抗震韌性項目的常見監測儀器
強震加速度計
用於記錄具破壞性的地面及結構加速度而避免飽和。典型位置包括自由場、地基、結構樓層、橋面及橋墩。
寬頻地震儀
適用於較弱震動及需要較寬頻率範圍的情況。其量測目的與工程強震加速度計並不相同。
鑽孔加速度計
地表及深層陣列有助區分輸入地震動與近地表場地反應，尤其適用於岩土工程場地反應研究。
高採樣率 GNSS
可提供絕對位移資訊，並可與加速度計互補，用於橋樑、塔架及其他大型結構的長週期或大尺度運動。
自動全站儀
適合量測幾何變形及殘餘位移，但不能取代高頻強震動監測儀器。
傾斜儀
量測局部轉角，適用於結構、擋土系統及地基的緩慢或殘餘傾斜變化。
應變感測器
電阻式、振弦式及光纖應變系統，在動態反應、長期穩定性及分佈式量測方面各有不同特點。
裂縫計及接縫計
可在指定接縫或裂縫兩側提供高解像度相對位移量測，適用於局部移動屬關鍵性能指標的情況。
測斜儀
人手或自動測斜儀可追蹤地下或擋土系統變形；傳統測斜儀量測不能取代地震加速度記錄。
孔隙水壓計
當地震反應與飽和土、填海區、斜坡或擋土結構互相影響時，地下水及孔隙水壓監測可能十分重要。
沉降監測系統
精密水準測量、靜力水準系統、GNSS 及其他方法可量測事件前後的永久垂直位移。
光纖感測
分佈式光纖技術可沿長距離線性資產提供應變或振動資訊，但適用性高度取決於安裝方式及數據詮釋。
工程選型
同一參數，不同儀器
表面上量測同一物理量的儀器，往往具有不同的頻率、標距、參考框架或空間尺度。因此，只按參數名稱選擇感測器，是常見的監測設計錯誤。
| 工程問題 | 方案 A | 方案 B | 主要差異 |
|---|---|---|---|
| 強震動 | 強震加速度計 | 寬頻地震儀 | 強震動儀器旨在記錄高加速度而避免飽和；寬頻感測器則適合更廣頻率範圍及較弱震動。 |
| 大型結構位移 | 高採樣率 GNSS | 自動全站儀 | GNSS 可連續量測全球座標；全站儀需要光學視線，並以測量基準量測稜鏡幾何位置。 |
| 局部位移 | GNSS／測量 | LVDT／裂縫計 | LVDT 及裂縫計量測短標距範圍內的局部相對移動，而非整體資產位移。 |
| 地下水／孔隙水壓 | 觀測管（Standpipe） | 振弦式或動態壓力傳感器 | 人手讀取的觀測管無法捕捉地震引起的快速孔隙水壓反應；量測動態行為需要合適的傳感器及採樣頻率。 |
| 地下橫向位移 | 人手測斜儀 | 固定式測斜儀／形狀陣列 | 人手系統提供週期性位移剖面；自動陣列可提供更高時間解像度，但系統複雜度及成本亦較高。 |
| 應變 | 電阻應變計 | 振弦式／光纖 | 在動態反應、長期穩定性、標距、多路量測及環境耐受性方面，各種技術差異顯著。 |
應用場景
抗震韌性監測在香港可能發揮作用的場景
高層建築
樓層加速度、層間位移、傾斜、地基反應及殘餘位移可綜合用於了解整棟建築的行為。
鐵路及隧道
隧道襯砌、車站、高架橋、軌道幾何及周邊地盤，可能需要不同類型的反應量測。
橋樑
橋面、橋塔、橋墩、支座、地基及自由場量測，有助區分輸入地震動與結構反應。
斜坡
地面加速度可能需要與地下水、變形及地質條件一併考慮，而非單獨分析。
填海區及軟土地盤
當飽和填土或高壓縮性土層影響資產行為時，場地反應、孔隙水壓及沉降均可能屬重要參數。
醫院及關鍵資產
對震後持續運作具有重大影響的設施，監測可支援快速工程覆核。
公用設施
管道、公用設施隧道及地下系統，可能需要掌握介面、接縫及關鍵交叉位置的位移資訊。
港口及海岸基礎設施
碼頭牆、填海地及重型基礎設施，可能需要綜合地面、結構及岩土工程量測。
監測架構
由地面運動到工程決策
聯合土力工程有限公司（GEOORIGIN ENGINEERING LIMITED）把抗震韌性監測視為一條證據鏈，而非一組彼此獨立的感測器。良好的架構應保留震源運動、場地反應、資產反應與後續工程決策之間的關係。
危害背景
界定合理的地震情境及資產後果。
場地特性評估
了解地質、地下水及地盤動力特性。
工程問題
明確界定監測需要支援哪些決策。
感測器架構
選定位置、量程、採樣及參考量測。
基準狀態
記錄正常運作及環境行為。
數據採集
在事件期間保留同步且可追溯的數據。
品質保證／品質控制（QA/QC）
檢查方向、時間同步、削波、漂移及數據完整性。
工程詮釋
把量測反應與資產及周邊地盤連繫起來。
決策
在工程評估流程中使用監測證據。
數據質素
地震監測既是感測器問題，也是時間同步問題
只有當多個感測器的數據能在時間上互相比較，它們才真正構成有用的系統。視乎項目需要，可能涉及時鐘同步、合適採樣、抗混疊、觸發前緩衝、足夠動態範圍、本地儲存、通訊韌性及後備電源。
採樣
採樣頻率必須配合實際物理反應及工程目標；數字愈高並不代表規格必然愈好。
時間同步
即使個別感測器本身準確，時間同步不足亦可能令相位、傳播及結構反應比較失去可靠性。
動態範圍
感測器應能捕捉預期反應，同時避免遺失弱震動或令強震動訊號出現削波。
本地保留
事件數據不應完全依賴網絡持續可用；通訊可能正正在需要量測的事件期間失效。
事件策略
基準、觸發及震後評估
事件前，監測用於建立正常結構振動、運作位移、地下水反應、溫度效應及其他基準行為；事件期間，觸發式或連續系統保存同步波形；事件後，工程師可把瞬態及殘餘反應與基準狀況比較。
限制
單靠地震監測無法告訴你的事情
不能阻止地震
監測用於記錄及詮釋反應，並不能消除地震危害。
不能取代設計
監測儀器是結構及岩土工程設計的補充，而非替代。
一個感測器並不代表整個結構
單一加速度紀錄無法描述複雜建築物、橋樑或地層剖面的空間反應。
數據更多不一定更好
感測器位置不當、方向錯誤、時間誤差或量程不合適，都足以削弱大型監測網絡的價值。
工程背景仍然不可或缺
缺乏地質及岩土工程背景的地面運動量測，可能難以作出正確詮釋。
仍可能需要工程檢查
監測可加快工程評估，但不能自動證明資產在地震後安全。
重要區別
抗震韌性監測並不等同地震預警
地震監測
量測地震本身以及由此引起的地面或資產反應。
結構健康監測
重點在於資產反應、行為、狀況及隨時間的變化。
地震預警
嘗試在地震開始後、具破壞性的震動到達某地點前發出有用警報。
抗震韌性
範圍更廣，包括準備、設計、監測、應變、評估及復原。
本頁所述的聯合土力（GEOOE）重點，是工程監測及資產韌性，而非營運公共地震預警服務。
已核實的國際參考案例
國際地震監測計劃可為香港帶來甚麼啟示
以下例子均為獨立技術參考資料，因其與監測儀器架構及工程決策具相關性而選取；並非聯合土力（GEOOE）的項目。
USGS 國家強震動計劃（National Strong Motion Project）
美國地質調查局（USGS）在地面、自由場及參考位置設置強震動儀器，亦設有結構監測陣列。這樣可同時取得地震輸入與資產反應資訊，而不是把兩者視作同一量測。
USGS 目前公布超過 660 個地面／自由場／參考測站，以及約 180 組結構監測陣列。
獨立國際參考案例 — 並非聯合土力（GEOOE）項目。
建築物及構築物儀器監測
USGS 的結構監測顯示，在建築物不同樓層進行量測，可揭示單靠地庫或自由場感測器無法觀察到的放大效應及動態反應。
當工程問題需要區分地震輸入、整體結構反應或局部構件行為時，這一點尤其重要。
來源 — USGS《Earthquake Monitoring of Structures》
獨立國際參考案例 — 並非聯合土力（GEOOE）項目。
K-NET 及 KiK-net
日本防災科學技術研究所（NIED）營運 K-NET 及 KiK-net，在約 1,700 個測站記錄具破壞性的強震動。
KiK-net 對岩土工程尤其有價值，因為成對的地表及鑽孔觀測有助工程師研究近地表地盤如何改變地震動。
獨立國際參考案例 — 並非聯合土力（GEOOE）項目。
國家地震監測
新加坡可作為香港有用的區域比較，因為兩地同樣位於全球主要地震帶以外，但仍維持地震觀測能力。
新加坡國家環境局指出，當局營運五個地震儀測站，用於自動及連續地震監測和地面運動研究。
獨立國際參考案例 — 並非聯合土力（GEOOE）項目。
韓國氣象廳監測網絡
韓國氣象廳（KMA）報稱，截至 2026 年共有 411 個地震觀測站；網絡包括速度及加速度感測器，並涵蓋地表及鑽孔配置。
KMA 特別指出，加速度計主要用於觀測地面或建築物振動，說明「地震事件偵測」與「工程強震動反應」屬不同量測目的。
獨立國際參考案例 — 並非聯合土力（GEOOE）項目。
NCM 地震監測網絡
阿聯酋國家氣象中心（NCM）在其地震監測框架中，區分寬頻地震測站、強震動測站及結構健康監測系統。
這種區分十分重要：區域地震觀測、強地面運動記錄及結構反應彼此相關，但屬不同工程任務。
獨立國際參考案例 — 並非聯合土力（GEOOE）項目。
國家地震監測網絡
沙特地質調查局負責營運及監督國家地震監測網絡，並把國家地震監測納入其地震及火山危害職能。
該網絡顯示，分佈式觀測、可靠通訊及長期數據收集，對理解區域地質災害具有重要價值。
獨立國際參考案例 — 並非聯合土力（GEOOE）項目。
國家強震動觀測數據
中國國家地震科學數據中心發布國家觀測計劃所得的強地面運動參數，包括峰值地面加速度、峰值地面速度及儀器烈度。
中國相關規例亦要求指定重大工程設置強震動監測設施，包括核電設施、水庫大壩、特大型橋樑及發射塔等。
獨立國際參考案例 — 並非聯合土力（GEOOE）項目。
ObSerVation 地震結構健康監測研究
歐盟資助的 ObSerVation 項目，以資訊價值（Value of Information）框架研究橋樑及關鍵結構地震結構健康監測系統的最佳化。
該項目把監測系統設計與決策價值連繫，而非單純追求感測器數量最大化；這項原則與具成本效益的抗震韌性監測直接相關。
獨立歐洲研究參考 — 並非聯合土力（GEOOE）項目。
工程詮釋
這些國際案例對香港有何啟示
分開量測輸入與反應
自由場運動與結構運動回答不同工程問題，不應自動視為可互相替代。
深度十分重要
地表與鑽孔量測可協助區分輸入地震動與近地表放大效應。
複雜資產需要空間資訊
關鍵建築物及橋樑可能需要多個同步量測位置，以了解反應形態及放大效應。
數據韌性十分重要
後備電源、本地儲存及穩健通訊是監測系統的一部分，而非次要 IT 細節。
監測應服務於決策
最佳感測器數量取決於資訊價值、資產後果及工程不確定性。
震後詮釋仍然屬工程工作
自動警報可協助排列關注優先次序，但在對資產狀況作出結論前，仍必須結合工程背景。
聯合土力（GEOOE）方法
聯合土力（GEOOE）如何進行抗震韌性監測
聯合土力（GEOOE）從工程問題出發，而不是從儀器目錄出發。
先定系統架構
先界定資產、危害背景、資訊缺口及所需工程決策，再選擇感測器。
多來源監測
按工程問題需要，可把強震動與變形、地下水、孔隙水壓、測量及場地特性資料一併詮釋。
Geo-Intelligence
聯合土力（GEOOE）致力把地盤條件、現場監測儀器、數據架構及工程詮釋互相連接，而非視作彼此割裂的資訊孤島。
兼顧加裝改造的設計
既有建築及基礎設施往往受進出、供電、佈線及安裝條件限制，必須由設計初期開始考慮。
分佈式存取
在合適情況下，聯合土力（GEOOE）以 DAX 為導向的技術思路，可透過分佈式、流動或近場存取方式，補充傳統監測架構。
工程詮釋
聯合土力工程有限公司（GEOORIGIN ENGINEERING LIMITED）把品質保證／品質控制（QA/QC）、基準比較及工程覆核視為監測系統的一部分，而不是最後才進行的報告工作。
決策矩陣
實用地震監測決策矩陣
| 工程問題 | 參數 | 常用儀器 | 最適合用途 | 主要限制 |
|---|---|---|---|---|
| 震動有多強？ | 加速度 | 強震加速度計 | 地面及結構強震動 | 需要合適位置、量程及採樣頻率 |
| 出現了甚麼較弱地震動？ | 速度／波形 | 寬頻地震儀 | 寬頻地震觀測 | 與工程強震動量測並不相同 |
| 淺層地盤如何改變輸入地震動？ | 加速度與深度關係 | 地表＋鑽孔加速度計 | 場地反應 | 安裝需要鑽孔設施 |
| 結構的動態反應如何？ | 加速度 | 結構加速度計 | 建築物、橋樑及關鍵結構 | 需要多個位置作空間詮釋 |
| 是否出現永久整體位移？ | 位移 | GNSS | 大型結構及外部資產 | 天空可視度及量測環境會影響表現 |
| 指定接縫是否移動？ | 相對位移 | LVDT／裂縫計 | 接縫、裂縫及介面 | 只反映非常局部的量測 |
| 資產是否出現轉動？ | 傾斜 | 傾斜儀 | 殘餘轉角或緩慢傾斜 | 反映局部而非整體資產幾何 |
| 地盤是否出現橫向變形？ | 橫向位移 | 測斜儀／固定式陣列 | 斜坡、擋土系統及地下地盤 | 不直接記錄地震加速度 |
| 孔隙水壓是否改變？ | 壓力 | 振弦式／動態壓力傳感器 | 飽和土及地下水反應 | 動態行為需要合適採樣頻率 |
| 是否出現殘餘沉降？ | 高程 | 水準測量／HLS／GNSS | 地盤、地基及結構 | 一般著重永久或緩慢反應 |
常見問題
抗震韌性監測常見問題
香港是否完全沒有地震？
不是。香港距離活躍板塊邊界甚遠，地震風險遠低於日本或台灣等地區，但香港仍可能感受到地震，而本港亦已進行正式地震危害評估。
地震儀與加速度計有甚麼分別？
地震儀一般用於較廣頻率及振幅範圍的地震動記錄；工程強震加速度計則設計用於具潛在破壞性的震動期間記錄較大加速度而避免飽和。正確選擇取決於量測目的。
為甚麼要同時使用地表及鑽孔感測器？
比較深層與近地表運動，可協助工程師研究本地土層及地質條件在地震輸入到達結構前如何改變其特性。
GNSS 可以取代加速度計嗎？
一般不能。GNSS 與加速度計可高度互補，但兩者量測運動的方式不同。加速度計適合量測動態加速度，而 GNSS 可提供絕對位移資訊。
監測可以證明建築物在地震後安全嗎？
監測可為震後評估提供重要證據，並識別異常反應或殘餘位移，但不能自動證明結構安全；仍可能需要工程檢查及分析。
所有抗震韌性項目都需要相同儀器嗎？
不需要。監測儀器應按資產、地盤條件、預期運動、失效後果，以及量測需要支援的工程決策而選擇。
地震監測與地震預警是否相同？
不同。地震監測記錄地震及資產反應；地震預警則是一套專門系統，目標是在地震開始後、強震動抵達某地點前發出有用警報。
技術資料來源
參考資料
- 香港土木工程拓展署。 GEO Report No. 311 —《香港地區地震危害分析（Seismic Hazard Analysis of the Hong Kong Region）》。 官方來源
- 香港天文台。 《香港發生強烈地震的機會（Chance of a Significant Earthquake in Hong Kong）》。 官方來源
- 香港天文台。 《全球地震資訊（Global Earthquake Information）》。 官方來源
- 美國地質調查局（USGS）。 National Strong Motion Project（國家強震動計劃）。 官方來源
- 日本防災科學技術研究所（NIED）。 K-NET 及 KiK-net。 官方來源
- 新加坡國家環境局。 《Seismic Monitoring（地震監測）》。 官方來源
- 韓國氣象廳。 National Seismic Observation Network（國家地震觀測網絡）。 官方來源
- 阿聯酋國家氣象中心（NCM）。 Earthquake Monitoring Network（地震監測網絡）。 官方來源
- 沙特地質調查局。 National Seismic Network（國家地震監測網絡）。 官方來源
- 中國國家地震科學數據中心。 Strong Ground Motion Parameter Dataset（強地面運動參數數據集）。 官方來源
- 歐盟委員會 CORDIS。 ObSerVation — Optimization of Seismic Structural Health Monitoring Systems Based on Value of Information Analysis（基於資訊價值分析的地震結構健康監測系統最佳化）。 官方來源