雅安7.0级地震 大数据上阵助建预警机制
——大数据上阵助力地震预警
- 来源：中国安防展览网 作者：编辑部
- 2013/4/23 9:59:057210
地震属于天灾，这种破坏力的灾害一直困扰着地球。人类一直在寻找着地震预警的方法，试图将伤害降到小。理论研究表明，如果预警时间为3秒，可使人员伤亡减少14%；如果为10秒，人员伤亡减少39%；如果为20秒，人员伤亡减少63%。
地震作为破坏力巨大的自然灾害，尽管目前的科学技术水平还不能制止，但却可以提前预防、侦测，提醒民众及时做好防震准备，减少人员财产伤亡损失。但在这起突发地震面前，我们看到，相关的预防措施几乎没有起到作用，事发前应有的征兆没有引起相关部门的重视。从电视画面来看，不少老百姓着衣极少，有的还在睡梦中就失去了生命。雅安地震带给人们巨大的精神、经济损失，与此同时，我国地震预警机制再次受到拷问。
我国拥有世界大的地震预警系统
在雅安地震中，几乎与芦山地震发生同时，成都高新减灾研究所已经在计算机网络、手机客户端、专用预警接收服务器、电视台、微博等平台上都同步发出了地震预警。成都高新减灾研究所先预测到雅安地震的发生。
据了解，今年3月18日，成都高新减灾研究所召开新闻发布会，王暾正式宣布，该所建设的地震预警系统包括了布设在甘肃、陕西、四川、云南等8个省市的部分区域的1213台地震监测仪器、预警中心和通过多种方式的预警信息实时发布和接收系统，覆盖面积40万平方公里，超过了日本地震预警系统所覆盖的37.7万平方公里。在经过了1200次实际地震检验后，这套命名“ICL地震预警技术系统”成为世界大的地震预警系统。
如今，这套系统通过电视、微博、计算机、手机、专用预警接收终端为民众服务，有30万人正在使用，其中手机用户4000余户。这套系统与成都、汶川、北川等地的中小学校联网，在台网中心监测到地震信号并发出预警后，联网学校的校园广播自动发布预警信息，学校可以在时间做出反应。芦山地震发生后，北川中学、成都泡桐树小学、成都高新西区新科学校、成都高新滨河学校、成都高新区顺江学校、青川乔庄中心小学等学校的地震预警信息接收服务器因地震触发并报警。成都一位市民在清早起床后，手机上突然出现了预警信息，他抓起衣服从5楼跑到楼外，10多秒钟后，地震到达，当他再回到家中时发现，房顶中间位置的吊灯砸在自己逃生前所站的位置。这是成都28秒地震预警的具说服力的细节。
原成都市防震减灾局应急处处长徐水森认为：“这套系统已经超过了国家地震局以及各地方地震局的技术水平。”
大数据能否让地震预警更加快速有效
说地震预测预报是重要的世界难题，这绝不为过。重要是因为它的发生会涉及大面积的人生命安全与财产安全，困难是因为其覆盖的科学领域太多，太繁杂。3.11日本大地震纪念日刚过，还有媒体在炒作两年前的惨景。近日来我国南方多地就连续发生5级以下的地震，这引起了人们的恐慌，是否又有大地震要来临，我们是否需要做出应对。可喜的消息是，我国成功预警一次2月19日的云南巧家10时46分59秒5.0级地震。那么，我们是否可以通过信息化或者大数据技术来解决地震预测和预警这个世界难题呢？
1、用数据监控形成预警网
由于我国也是地震多发区，上个世纪发生过多次大地震，建国后在周总理的亲自指导下，由地质学家李四光带队，从板块学说入手，建立了一支群测群防的地震预报队。具体方法是这样的，在板块比较活跃的地带，先形成多个观测网点，然后层层落实到人，进行基础参数的观测。这其中的参数包括地磁、地电、磁偏角、地面温度，以及地下水水温，水位和水中气体氡的含量。观测点每天将自己的数据观测出来后记录下来，汇成表格，作为备案，如果有异常，就要向上一级区县级地震小组汇报反映。由于基层观测点的设备比较基础简陋，数据是否准确，县级以上会做出判断甄别，去除干扰信号。然后区再向市级与省级汇报，后汇报到国家地震局。
可见，这其实是一个很大的地震预警网，如果观测点很多，产生的数据量也会很大，光光凭简单的人工手绘制趋势图比较原始，而且如果地震很快发生，可能这种工作只能起到记录作用，而失去了预警作用。但是，就是这样的原始预警系统，在上个世纪七十年代还准确预测出了辽宁海城地震，让世界地震预报界感到震惊。而日本3.11大地震震前的提前2分钟全国发布，更让世界人们知道，我们可以通过监测地震源发生地震后，马上通过无线电系统对外发送应急广播，通过电视，手机短信等多手段通知受灾区域，这样会给大家赢得时间，转移贵重财产和人员安全。
中国今年2月的地震预警系统，也是基于这个原理。据成都高新减灾研究所所长王暾介绍，他们所开发的地震预警系统原理是这样的：“地震波分为纵波和横波，纵波的速度很快、垂直传播，横波横向传播，但它的速度只有每秒3.5公里左右。我们的接收装置接收地震的纵波信号后，就用无线电（速度=光速）快速传播到预警系统，并就此向地震波尚未到达的地方进行预警。
中国地震局工作人员也表示，中国地震局“国家地震烈度速报与预警工程”目前已经进入发改委立项程序，计划投入20亿元，用5年时间建设覆盖全国的由5000多个台站组成的国家地震烈度速报与预警系统。目前该工程正在福建省试点。
2、大数据技术保护我们的生命与财产安全
推而广之，其实地震火山等等都可以利用这种原理进行试试监测。只是观测点越多，需要存储和处理的数据就越多，美国在黄石火山安放了几百个观测仪器，数据实时传到他们的预警系统，然后通过互联网对外发布。所以，一旦黄石火山出现问题，美国政府会知道。观测数据分为两部分，一部分是常规数据，另一部分是异常突发数据。一个地区的异常突发数据越多，产生地震的可能性就越大。所以预警系统主要是对这些数据进行快速反应。
这里说到大数据除了海量数据存储与加工处理，还有一个问题，就是数据的多样性，地震问题就更加明显。我们刚刚列举的是大地震前的自然地理特征参数指标，其实动物异常也是一个很重要的指标。比如唐山大地震前，不光是地下水位上涨，水温提高，就是老鼠蛇以及猫青蛙都有异常反应。这些其实一般人如果留意都可以发现。可以想见，一个那么大的地震，生物不可能没有任何征兆。我们进行地震预报预测人的目的，就是通过各种手段，找到这些蛛丝马迹，然后快速确认，把消息传达给广大人民群众，使得灾害损失达到小。
现在地震预报出现了很多所谓的民间科学家，他们也经常根据动物或者地磁的变化来判断地震，当然这里的误差也比较大，但是这毕竟是一种尝试，我觉得在人的生命面前，这样的尝试应该是被容许的。所以，我希望现在那些地方小的地震预测网站可以通过多数人的手机图片拍摄或者短信消息上传来汇集震前动物异常，至少这可以为专业地震局提供真实资料，这其实也是大数据收集的一种，这样的行为应该是合法的。
与时间赛跑，日本的地震预警启示
日本是这个星球上关心地震的国家，也是世界上早建立地震预警系统的国家。早在1989年，日本的铁道技术研究所就开发出了世界上个实用性的地震预警系统；1996年阪神大地震后建立了高敏度地震观测网；2004年全国性的地震预警系统试运行，2006年正式运行。东京大学的地震专家目黑公郎教授曾模拟过一次东海大地震，研究显示，在地震预警100％普及的情况下，能使死亡人数减少80％。
地震预警系统在2011年的“3•11东日本大地震”时发挥了重大作用，一分钟之内向37个城市发出了预警，为许多人赢得了宝贵的逃生时间。当时日本的公共广播电视台NHK正在直播议会的会议，突然电视里就跳出紧急地震预警的画面，然后画面就切换到了演播室，主播提醒大家注意安全，在震动停止时收拾火源，注意上方倒下或落下的东西，不要关闭电视广播等。日本东北大学在地震到来前，校园内想起了非常大的广播声──“即将发生大地震……”于是，大楼里的人紧急疏散到避难所，工作人员也已做好准备，镇定地指挥大家避难。
当然，地震预警系统也有缺陷，存在着时间上限，距离震中越近的地方获得的预警时间越少。在“3•11东日本大地震”时，相对于获得了一分钟提前预警时间的东京，距离震中宫城县距离较近的岩手县仅获得了12秒的提前预警时间。但哪怕仅仅是12秒，也能挽救更多的生命。当时，有27辆新干线在载客运行，得到预警的新干线减速，刹车后的9秒至12秒，轮摇晃才开始，1分10秒之后，才出现强烈的摇晃，所以当时并没有发生脱轨事故。
在危机关头，12秒或许不能让许多人及时逃到避难所，但可以关掉煤气、电源，防止地震后火灾引发的二次灾难；也可以打开门窗，保证通道畅通；还可以顺手拿水与面包再钻到床底下。记得“3•11东日本大地震”时，我正在餐厅里打工，刚开始摇晃时我们还嘻嘻哈哈地开玩笑，越摇越剧烈了后，就听到料理长大吼关煤气开关。厨房里的人用手去护架子上的碗碟，防止掉下来砸伤人，服务员则把店的前后门都打开，然后我从店的后门迅速跑出去了。在店的后面有一块小小的空地，聚集了10来个人，一个小货车的司机把车里的广播调到大声，主播声嘶力竭，不停地报道日本各地的震度。
为使手机也能接收到预警，日本开发了各种配信系统与技术。2007年11月26日起，日本电报电话公司（NTT）出售的大部分手机都搭载了短信通知的功能，AU与Softbank的要晚些。Iphone的日本用户只要把系统升级到iOS5，就能在设置面板中开启紧急地震速报的服务。Iphone与Android的用户还可以下载紧急地震速报应用“摇晃来了”，然后设定下震度与地点就可以了。
尽管日本的地震预警系统也发生过误报的情况，但它仍是个非常重要的发明。在重大灾难来临之时，哪怕仅仅是提早一秒预警，或许也能挽救许多人的生命。当然，更重要的应该是建筑。“3•11东日本大地震”中，九成遇难者是因为海啸，仅少数人死于房屋倒塌。*的是，日本的学校是避难所。在日本有个常识，若来不及去附近的避难所，在晃动停止之前，安全的地方是家里。因为日本的房屋抗震性能好，而出去了，反而更容易被掉落下来的广告牌、霓虹灯等伤到。
结语：
这次四川雅安地震，成都高新减灾研究所这家民间机构的预警信息，给雅安主城区争取了五秒的时间，给成都主城区争取了28秒的时间，相信有很多人能从中获益。至少从技术上，有理由相信，能开发出长城防火墙的中国也能建立起正式的地震预警系统。地震无法避免，但可以尽量减少地震带来的伤害。当今科技日新月异，地震预警更加快速有效，我们希望新的大数据技术能在防震减灾方面多做贡献。敬畏自然尊重生命，我们向*所有为地震预测预报作出贡献的专家致敬！