系統(tǒng)成功預(yù)警38次破壞性地震 6年來無一誤報(bào)漏報(bào)

8月8日晚，四川阿壩州九寨溝縣發(fā)生7.0級地震，我國提前逾一分鐘發(fā)出預(yù)警。

這不是預(yù)警系統(tǒng)第一次發(fā)揮作用。

2011年4月，ICL系統(tǒng)首次成功預(yù)警，意味著中國繼墨西哥、日本后，成為第三個(gè)有能力向公眾發(fā)布地震預(yù)警的國家。彼時(shí)至今，該系統(tǒng)已成功預(yù)警38次破壞性地震，6年來無一誤報(bào)、漏報(bào)。

此次，北京青年報(bào)記者專訪ICL預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)者——成都市高新區(qū)減災(zāi)研究所所長王暾博士，為你揭開地震預(yù)警乃至預(yù)報(bào)的神秘面紗。

對話人：王暾

成都市高新區(qū)減災(zāi)研究所所長、

ICL預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)者

時(shí)效 距離震中越遠(yuǎn)可“越早”接到預(yù)警

北青報(bào)：此次九寨溝地震，預(yù)警系統(tǒng)提前了多長時(shí)間預(yù)警？

王暾：針對九寨溝7.0級地震，ICL預(yù)警系統(tǒng)提前71秒通過手機(jī)及專用終端為成都市發(fā)出預(yù)警信息，提前40秒通過汶川縣電視臺發(fā)出預(yù)警，提前19秒為甘肅隴南市發(fā)出預(yù)警。

北青報(bào)：為什么向不同地區(qū)發(fā)送的預(yù)警時(shí)間不同？

王暾：預(yù)警均是系統(tǒng)在同一時(shí)間自動向外發(fā)出，只是不同地區(qū)距震中距離不同，因此收到預(yù)警后的反應(yīng)時(shí)間會有差別，這和預(yù)警原理有關(guān)。

北青報(bào)：什么是預(yù)警原理？目前只能對地震進(jìn)行預(yù)警，而不是預(yù)報(bào)嗎？

王暾：是的，目前只能做到預(yù)警。預(yù)警是指在地震發(fā)生后，傳感器可以及時(shí)探測到，并趕在地震波傳來之前將預(yù)警信號發(fā)出。實(shí)際上是利用電信號的速度比地震波快，用這個(gè)優(yōu)勢來打“時(shí)間差”。

舉個(gè)例子，地震波的速度是3.5公里每秒，我在成都，如果這里現(xiàn)在發(fā)生地震，要差不多20分鐘才能傳到北京。因此，距震中越遠(yuǎn)的地方，接收到預(yù)警后的反應(yīng)時(shí)間也越長。

北青報(bào)：數(shù)據(jù)顯示反應(yīng)時(shí)間平均為幾十秒，這么短的時(shí)間對于震區(qū)有可能受到危害的群眾有什么用？意義有多大？

王暾：說一個(gè)極端情況，如果只有5秒鐘，其實(shí)住在一樓的居民還是可以跑到室外的。假設(shè)住在高樓層，這個(gè)時(shí)間也足夠移動到衛(wèi)生間、廚房進(jìn)行躲避。

此外，除人員避險(xiǎn)外，一些機(jī)構(gòu)設(shè)施也能實(shí)現(xiàn)避險(xiǎn)。比如，核電設(shè)施、化工廠可在幾秒鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)關(guān)停或安全運(yùn)行。一些大公司的數(shù)據(jù)中心，也有這方面的需求。

如果有更多時(shí)間，那相應(yīng)能做的事情就更多。比如，運(yùn)行中的高鐵可以減速停車等。有這樣一個(gè)研究數(shù)據(jù)：如果在地震波到達(dá)時(shí)提前3秒收到預(yù)警，傷亡人數(shù)可降低14%；提前10秒，傷亡人數(shù)可降低39%；提前20秒，傷亡人數(shù)可降低63%。

北青報(bào)：有沒有收到預(yù)警并采取措施后給你們反饋的用戶？

王暾：有很多。云南魯?shù)榈卣饡r(shí)有一個(gè)群眾正在開車，收到預(yù)警后靠邊停車，只花費(fèi)了幾秒鐘。這類用戶很愿意給我們反饋，因?yàn)橛X得在生死攸關(guān)的事情上得到了幫助。

便捷 手機(jī)軟件即可第一時(shí)間接收預(yù)警

北青報(bào)：群眾可以通過什么方式收到系統(tǒng)預(yù)警？

王暾：最便捷的方式是我們的軟件，名字就叫“地震預(yù)警”，安卓、蘋果手機(jī)都能下載，可用來接收警報(bào)。另外，在一些特定場合，如成都地鐵上，會及時(shí)播報(bào)我們的預(yù)警；地震多發(fā)地區(qū)的縣鄉(xiāng)，會通過電視、廣播等形式發(fā)出預(yù)警。

總結(jié)來說，預(yù)警發(fā)出除了我們的軟件，還有眾多分發(fā)平臺，如我們的官方微博以及二十幾個(gè)政務(wù)微博等。

北青報(bào)：不同的發(fā)布平臺會有時(shí)間上的延遲么？為什么不能通過短信通知？

王暾：首先，短信形式我們以前采用過，但效果很差。原因在于短信途徑有不可控的延遲，比如我們春節(jié)發(fā)祝福短信往往都會延遲，這對于預(yù)警而言是致命的。我們的數(shù)據(jù)顯示廬山地震時(shí)，有的用戶甚至在震后幾小時(shí)才收到短信，造成了一些誤解。其次，我們所有發(fā)布平臺，都是在第一時(shí)間自動發(fā)布，無需人工干預(yù)，不同平臺之間沒有時(shí)間上的延遲。

北青報(bào)：數(shù)據(jù)顯示，目前系統(tǒng)覆蓋的監(jiān)測面積為220萬平方公里、覆蓋人口為6.5億。這么大的覆蓋范圍，整套系統(tǒng)是如何運(yùn)行的？

王暾：整個(gè)預(yù)警系統(tǒng)大體可分為兩個(gè)環(huán)節(jié)，一是地震預(yù)警網(wǎng)，二是接收終端。其中，預(yù)警網(wǎng)也分為兩部分，一個(gè)是傳感器，負(fù)責(zé)探測；另一個(gè)是預(yù)警中心，負(fù)責(zé)接收傳感器傳遞的數(shù)據(jù)。如果中心判斷出接收的數(shù)據(jù)是地震信號，會自動向接收終端發(fā)布預(yù)警。整個(gè)系統(tǒng)可以被理解為一個(gè)全自動秒級響應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)。

目前，我們有5600個(gè)傳感器，兩兩間距約在18公里左右，一些人煙稀少的地方間隔大一些，折算下來是220萬平方公里。

技術(shù) 系統(tǒng)全自動秒級響應(yīng)已領(lǐng)先全球

北青報(bào)：怎么理解全自動秒級響應(yīng)？接收的數(shù)據(jù)是否為地震信號不需要人工來判斷么？

王暾：軟件自動識別、發(fā)布預(yù)警，不需要人工干預(yù)判斷。因全程都是通過網(wǎng)絡(luò)信號傳輸，因此是秒級響應(yīng)。

北青報(bào)：軟件識別率高嗎？精度怎樣保證？

王暾：這正是我們在技術(shù)上研究的核心。探測到震動不難，難的是判斷其是不是地震、是多大程度的地震、震中位置在哪里。從2011年運(yùn)行以來，我們成功預(yù)警了38次破壞性地震，沒有一次誤報(bào)或漏報(bào)。這方面，我們做到了世界領(lǐng)先，優(yōu)于墨西哥和日本。

北青報(bào)：為什么提到墨西哥和日本？核心技術(shù)是咱們自己研發(fā)的，還是向墨西哥、日本引進(jìn)的？

王暾：因墨西哥、日本地震多發(fā)，有預(yù)警需求，率先其他國家擁有了地震預(yù)警整套系統(tǒng)。同時(shí)部分解決了可靠性問題，即精度問題。但上述兩國在過去一年均發(fā)生過誤報(bào)，我國預(yù)警系統(tǒng)運(yùn)行6年以來卻從未誤報(bào)過。在預(yù)警盲區(qū)半徑方面，我國也全面優(yōu)于兩國。可以說，我們是最好的。

同時(shí)，我們的整套技術(shù)擁有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)，為自主研發(fā)。當(dāng)然，這的確借鑒了前人的積累，加上了我們自己的創(chuàng)新。

北青報(bào)：預(yù)警盲區(qū)是什么？我們領(lǐng)先日本多少？

王暾：意思是說我們的響應(yīng)時(shí)間更短。舉例來說，我們探測到地震發(fā)生，傳輸數(shù)據(jù)發(fā)出預(yù)警是需要時(shí)間的，這個(gè)時(shí)間越短越好。而在幾秒鐘的響應(yīng)時(shí)間里，地震波以3.5公里每秒的速度已經(jīng)傳播了一定范圍。當(dāng)我們發(fā)出預(yù)警后，這個(gè)范圍里的災(zāi)區(qū)已經(jīng)受到侵害，這一范圍就叫預(yù)警盲區(qū)。

目前，我們的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間為6秒，日本的技術(shù)是9秒。對應(yīng)的盲區(qū)半徑我們是21公里，他們是30公里。

現(xiàn)在全世界只有墨西哥、日本、尼泊爾和我國具有地震預(yù)警服務(wù)能力，尼泊爾是由我國提供技術(shù)支持的。這就意味著我們已經(jīng)做到了全球最優(yōu)，又快又準(zhǔn)。

北青報(bào)：為尼泊爾提供技術(shù)支持意味著我們的系統(tǒng)已經(jīng)開始“走出去”了嗎？

王暾：的確。除尼泊爾外，我國和其他國家也都有接觸，美國就有引進(jìn)我國系統(tǒng)的愿望。

困境 研發(fā)之初經(jīng)費(fèi)緊張半年沒發(fā)工資

北青報(bào)：您從國外畢業(yè)后，怎樣想到回國做這一預(yù)警系統(tǒng)？

王暾：我從浙江大學(xué)本科畢業(yè)后，分別在中國科學(xué)院、美國康涅狄格大學(xué)拿到力學(xué)、理論物理學(xué)博士學(xué)位。2008年發(fā)生汶川大地震時(shí)，我正在奧地利科學(xué)院進(jìn)行博士后相關(guān)工作。那時(shí)我在想，自己作為一個(gè)科學(xué)工作者，能在地震中發(fā)揮什么作用。地震預(yù)警需要力學(xué)研究、理論分析，以及軟硬件結(jié)合等能力，雖然我不是地震研究專家，但我的學(xué)科背景剛好符合研究條件，因此我做出這個(gè)決定。

北青報(bào)：在研發(fā)該系統(tǒng)的過程中遇到什么困難？

王暾：當(dāng)時(shí)，我拿了50萬元積蓄，又和老師同學(xué)們借了些錢，一共湊了300萬元回國，這個(gè)項(xiàng)目就這樣開始了。

研發(fā)是很燒錢的，一年多錢就用完了，而成果還沒出來，也就沒人認(rèn)可。更重要的是，大家覺得這是個(gè)世界難題。好在我們員工大多單身，沒有家庭壓力，也都懷著做成這件事的信念。他們在半年沒發(fā)工資的情況下，透支信用卡湊錢安裝了20多個(gè)傳感器，終于在2011年4月底成功預(yù)警一次地震，這才逐漸受到認(rèn)可。我們被列入四川省“百人計(jì)劃”、國家“千人計(jì)劃”，相應(yīng)的科研經(jīng)費(fèi)、扶持經(jīng)費(fèi)陸續(xù)到位。經(jīng)歷過經(jīng)費(fèi)乃至生存困境后，技術(shù)困難對我們來說已不算什么。

未來 突破地震預(yù)報(bào)難題的可能性很大

北青報(bào)：地震預(yù)警系統(tǒng)未來的研發(fā)方向是什么？

王暾：第一，爭取響應(yīng)時(shí)間更短甚至消除盲區(qū)；第二，保證更高的可靠性，雖然我們過去6年沒有誤報(bào)，但還是要把這個(gè)零出錯(cuò)率保持下去；第三，我們要在地震預(yù)報(bào)領(lǐng)域有所突破。

北青報(bào)：目前有國家實(shí)現(xiàn)地震預(yù)報(bào)嗎？

王暾：目前是沒有的，這是全世界面臨的共同難題。地震預(yù)報(bào)區(qū)別于地震預(yù)警，是要在地震發(fā)生前就進(jìn)行預(yù)報(bào)。在這方面我們進(jìn)行了5年研究，已取得相應(yīng)積累、突破。我認(rèn)為我們已經(jīng)找到了一把鑰匙，突破這個(gè)難題的可能性很大。

北青報(bào)：如果限定一個(gè)時(shí)間，多久后能有成果？

王暾：可以這樣講，對于前人而言，地震預(yù)報(bào)意味著大海撈針，但通過我們的努力，已經(jīng)把大海縮小成了一個(gè)碗，甚至看到了這顆“針”。在時(shí)間方面，我認(rèn)為要到三四年以后，可能會有重要突破。

北青報(bào)：重要突破是指什么？

王暾：打個(gè)比方，三四年后，我們有效預(yù)測一兩個(gè)地震是有可能的。順利的話，在這之后就能穩(wěn)定地提供預(yù)報(bào)服務(wù)了。