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靠这38次成功,他给中国拼了个世界第一

日期:2017-08-18 09:39:22编辑作者:皇冠国际娱乐官网

  

  8月8日晚,四川阿坝州九寨沟县发生7.0级地震,几万游客滞留景区。此次地震,我国提前逾一分钟发出了预警。

  这并不是该预警系统第一次发挥作用,从2011年运行至今,它已经成功预测了38次破坏性地震,6年来无一误报、漏报。而这套系统2011年4月首次成功预警,也意味着中国成为这个世界上继墨西哥、日本后,第三个具备向公众发布地震预警能力的国家。令人骄傲的是,目前我国这套名为ICL的预警系统在预警时间、可靠性方面,已经是全球最优。

  不论是针对地震的预警还是预报,均是全世界长期面临的共同难题。此次政知见(微信ID:bqzhengzhiju)对预警系统的设计者——成都市高新区减灾研究所所长王暾博士进行了专访,揭开地震预警乃至预报的神秘面纱。

  几十秒的时间差能做什么?

  政知见:此次对于九寨沟地震,预警系统提前多长时间进行了预警?

  王暾:针对九寨沟7.0级地震,ICl预警系统提前71秒通过手机及专用终端为成都市发出预警信息,提前40秒通过汶川县电视台发出预警,提前19秒为甘肃陇南市发出预警。

  政知见:为什么向不同地区发送的预警时间不一样?

  王暾:预警,均是在同一时间由系统自动向外发出,只是不同的地区距震中的距离不一样,因此收到预警后的反应时间会有差别,这和预警原理有关系。

  政知见:预警原理是什么样的?也就是说目前只是对地震进行预警,而不是预报?

  王暾:是的,目前只是预警。预警的意思是地震发生后,通过传感器及时探测到,赶在地震波传来之前将预警信号发出去。实际上,就是利用电信号的速度比地震波快,用这个优势来打“时间差”。

  举个例子,地震波的速度是3.5公里每秒,我在成都如果现在这里发生地震的话,差不多需要20分钟才可以传到北京。但我跟你打电话几乎是瞬时的,没有延迟。

  因此,距离震中越远的地方,接收到预警后的反应时间也就更长。

  政知见:数据显示反应时间平均为几十秒,这么短的时间对于震区有可能受到危害的群众有什么用呢?意义有多大?

  王暾:说一个极端情况,如果只有五秒钟,其实住在一楼的居民还是可以跑到室外的。假设住在高楼层,这个时候也是足够可以到卫生间、厨房进行躲避的。

  另外,除了人员避险这方面之外,一些机构设施也可以实现避险。

  比如燃气管线也可以实现自动关停,核电设施、化工厂也都可以在几秒钟内实现关停或安全运行。再比如,一些大公司的数据中心,也是有这方面需求的。

  如果有更多的时间,那相应可以做的事情也就更多,运行中的高铁可以进行减速停车等等。有这样一个研究数据:人们如果能在地震波到达时提前3秒收到警报,伤亡人数可降低14%;提前10秒获得警报,伤亡人数可降低39%;提前20秒,伤亡人数可降低63%。

  政知见:有没有真正收到预警并采取措施后给你们反馈的用户?

  王暾:有很多。云南鲁甸地震时候,有一个群众正在开车,收到预警后靠边停车,花费了几秒钟而已。这类的用户其实很愿意给我们反馈,因为觉得自己在生死攸关的事情上得到帮助了。

  覆盖全国近半人口的预警系统是怎么工作的?

  政知见:从技术手段以及形式上,群众或者用户能通过什么方式收到预警?

  王暾:最简单的就是我们的软件,名字就叫做“地震预警”,可以通过安卓或苹果手机下载,接收警报。

  另外,在一些特定场合,比如成都地铁上,会及时播报我们的预警;地震多发地区的县乡,会通过电视、广播等形式预警。

  总结来说,除了我们自己的软件提醒,还有众多分发平台,比如我们的官方微博以及二十几个政务微博都会发布我们的预警信息。

  政知见:不同的发布平台会有时间上的延迟么?为什么不能通过短信通知?

  王暾:首先,短信的形式我们此前采用过,但是效果很差。原因在于短信这个途径有不可控的延迟,比如我们春节发祝福短信往往都有延迟,这对于预警而言是致命的。我们的数据显示庐山地震时候,有的用户甚至在地震后几个小时才收到短信预警,这也造成了一些误解。

  其次,我们所有的发布平台,都是在第一时间自动发布,不需要人工干预,不同平台之间没有时间上的延迟。

  政知见:数据显示,目前系统覆盖的监测面积为220万平方公里、覆盖人口为6.5亿。这么大的覆盖范围,整套系统是如何运行的?

  王暾:整个预警系统大体可以分为两个环节,一个是地震预警网,一个是接收终端。其中,预警网也分为两部分,一个是传感器负责探测,另一个是预警中心,每一个传感器都在向预警中心传递数据。如果中心判断出接收的数据是一个地震信号,那么将自动向接收终端发布预警。整体上,我们可以把这个系统理解成一个全自动秒级响应的物联网。

  目前我们有5600个这样的传感器,两两的间距大概在18公里左右,一些人烟稀少的地方间隔大一些,折算下来是220万平方公里。

  运行以来成功预警38次破坏性地震

  政知见:怎么理解全自动秒级响应?接收的数据是否为地震信号,不需要人来判断么?

  王暾:没错,全程是软件自动识别、发布预警的,不需要人工干预判断。全程都是通过网络信号传输,因此是秒级响应。

  政知见:软件的识别率高吗?精度怎么保证?

  王暾:这个问题,正是我们在技术上需要解决的核心。探测到震动不难,难的是判断其是不是地震、是多大程度的地震、震中位置在哪里。

  从2011年运行以来,我们成功预警了38次破坏性地震,没有一次误报或漏报。这方面,我们做到了世界领先,优于墨西哥和日本。

  政知见:为什么提到墨西哥和日本?核心技术是咱们自己研发的吗还是从墨西哥、日本引进的?

  王暾:墨西哥和日本由于全国或者说国内特定区域地震多发,因此有预警需求,领先其他国家首先拥有了地震预警的整套系统。同时,部分解决了可靠性问题,也就是所谓的精度。但是,这两个国家的预警系统在过去一年均发生过误报,我们在运行6年来是没有的。另外,在预警盲区半径方面,我们也全面优于上述两国。可以说,我们是最好的。

  另一个问题,我们的整套技术,拥有完全的自主知识产权,自主研发出来的。当然,这的确是借鉴了前人的积累,同时加上我们自己的创新得来的成果。

  政知见:预警盲区什么意思?我们领先日本多少?

  王暾:这个意思其实就是指,我们的响应时间更短。

  举例来说,我们探测到地震发生,随后传输数再发出预警,这是需要时间的,这个时间显然越短越好。那么在这几秒钟的响应时间中,地震波以3.5公里每秒已经传播了一定范围,当我们发出预警后这个范围内的灾区显然已经受到了地震的侵害,因此这个范围就叫做预警盲区。

  现在我们的系统响应时间为6秒,而日本的技术是9秒,对应的盲区半径我们是21公里,他们是30公里。目前,全世界只有墨西哥、日本、尼泊尔还有我们四个国家具有地震预警服务能力,当然其中的尼泊尔是我们全面提供技术支持的。那么比日本更优就意味着,我们已经做到了全球最好,又快又准。

  政知见:为尼泊尔提供技术支持意味着我们的系统已经开始“走出去”了吗?

  王暾:是的,在尼泊尔我们已经实现了走出去。另外和其他国家也都有接触,包括美国也是有引进我们的系统愿望的。

  300万本钱一年多用完 曾半年发不出工资

  政知见:我知道您带头研发这个系统的初期经历过很困难的一段路,而您自己其实学历背景十分丰富,在国外也是有一个不错的工作,为什么选择回国做这个预警系统?

  王暾:我自己是浙江大学本科毕业,随后分别在中国科学院和美国康涅狄格大学拿了力学、理论物理两个博士。2008年发生汶川大地震的时候,我正在奥地利科学院进行博士后相关工作。那时候我就在想我作为一个科学工作者,可以发挥什么作用。

  当时我分析了一下,地震预警分别需要力学研究、理论分析并创新、以及软硬件结合等核心能力,虽然我自己并不是地震研究专家,但是结合我的学历背景正好符合。用了不到一天,我就下了这个决定,我当时认为自己是可以作出贡献的。

  政知见:在研发这个系统的过程中遇到过什么困难?

  王暾:最开始那时候,我自己拿了全部的50万积蓄,然后和老师同学们借了些钱,一共凑了300万回国,这个项目就这样开始了。

  研发是很烧钱的,一年多钱就用完了,这个时候成果还没有出来,也就没人认可我们,所以确实经过了一段比较困难的时间。

好在我们的员工大多数是单身,没有家庭压力。同时也都怀着对做这件国家需要的事情的信念,我们的员工在半年没发工资的情况下,自己透支信用卡凑钱去安装了20多个传感器,在2011年4月底成功预警了一次地震,逐渐受到认可。从此慢慢

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