ICL系統成功預警38次破壞性地震 北青報記者專訪系統設計者王暾

　　“提前20秒預警可降63%傷亡人數”

　　8月8日晚，四川阿壩州九寨溝縣發生7.0級地震，我國提前逾一分鐘發出預警。

　　這不是預警系統第一次發揮作用。

　　2011年4月，ICL系統首次成功預警，意味著中國繼墨西哥、日本后，成為第三個有能力向公眾發布地震預警的國家。彼時至今，該系統已成功預警38次破壞性地震，6年來無一誤報、漏報。

　　此次，北京青年報記者專訪ICL預警系統設計者——成都市高新區減災研究所所長王暾博士，為你揭開地震預警乃至預報的神秘面紗。

　　對話人：王暾

　　成都市高新區減災研究所所長、

　　ICL預警系統設計者

　　時效 距離震中越遠可“越早”接到預警

　　北青報：此次九寨溝地震，預警系統提前了多長時間預警？

　　王暾：針對九寨溝7.0級地震，ICL預警系統提前71秒通過手機及專用終端為成都市發出預警信息，提前40秒通過汶川縣電視臺發出預警，提前19秒為甘肅隴南市發出預警。

　　北青報：為什么向不同地區發送的預警時間不同？

　　王暾：預警均是系統在同一時間自動向外發出，只是不同地區距震中距離不同，因此收到預警后的反應時間會有差別，這和預警原理有關。

　　北青報：什么是預警原理？目前只能對地震進行預警，而不是預報嗎？

　　王暾：是的，目前只能做到預警。預警是指在地震發生后，傳感器可以及時探測到，并趕在地震波傳來之前將預警信號發出。實際上是利用電信號的速度比地震波快，用這個優勢來打“時間差”。

　　舉個例子，地震波的速度是3.5公里每秒，我在成都，如果這里現在發生地震，要差不多20分鐘才能傳到北京。因此，距震中越遠的地方，接收到預警后的反應時間也越長。

　　北青報：數據顯示反應時間平均為幾十秒，這么短的時間對于震區有可能受到危害的群眾有什么用？意義有多大？

　　王暾：說一個極端情況，如果只有5秒鐘，其實住在一樓的居民還是可以跑到室外的。假設住在高樓層，這個時間也足夠移動到衛生間、廚房進行躲避。

　　此外，除人員避險外，一些機構設施也能實現避險。比如，核電設施、化工廠可在幾秒鐘內實現關停或安全運行。一些大公司的數據中心，也有這方面的需求。

　　如果有更多時間，那相應能做的事情就更多。比如，運行中的高鐵可以減速停車等。有這樣一個研究數據：如果在地震波到達時提前3秒收到預警，傷亡人數可降低14%；提前10秒，傷亡人數可降低39%；提前20秒，傷亡人數可降低63%。

　　北青報：有沒有收到預警并采取措施后給你們反饋的用戶？

　　王暾：有很多。云南魯甸地震時有一個群眾正在開車，收到預警后靠邊停車，只花費了幾秒鐘。這類用戶很愿意給我們反饋，因為覺得在生死攸關的事情上得到了幫助。

　　便捷 手機軟件即可第一時間接收預警

　　北青報：群眾可以通過什么方式收到系統預警？

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

　　總結來說，預警發出除了我們的軟件，還有眾多分發平臺，如我們的官方微博以及二十幾個政務微博等。

　　北青報：不同的發布平臺會有時間上的延遲么？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，比如我們春節發祝福短信往往都會延遲，這對于預警而言是致命的。我們的數據顯示廬山地震時，有的用戶甚至在震后幾小時才收到短信，造成了一些誤解。其次，我們所有發布平臺，都是在第一時間自動發布，無需人工干預，不同平臺之間沒有時間上的延遲。

　　北青報：數據顯示，目前系統覆蓋的監測面積為220萬平方公里、覆蓋人口為6.5億。這么大的覆蓋范圍，整套系統是如何運行的？

　　王暾：整個預警系統大體可分為兩個環節，一是地震預警網，二是接收終端。其中，預警網也分為兩部分，一個是傳感器，負責探測；另一個是預警中心，負責接收傳感器傳遞的數據。如果中心判斷出接收的數據是地震信號，會自動向接收終端發布預警。整個系統可以被理解為一個全自動秒級響應的物聯網。

　　目前，我們有5600個傳感器，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 系統全自動秒級響應已領先全球

　　北青報：怎么理解全自動秒級響應？接收的數據是否為地震信號不需要人工來判斷么？

　　王暾：軟件自動識別、發布預警，不需要人工干預判斷。因全程都是通過網絡信號傳輸，因此是秒級響應。

　　北青報：軟件識別率高嗎？精度怎樣保證？

　　王暾：這正是我們在技術上研究的核心。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年運行以來，我們成功預警了38次破壞性地震，沒有一次誤報或漏報。這方面，我們做到了世界領先，優于墨西哥和日本。

　　北青報：為什么提到墨西哥和日本？核心技術是咱們自己研發的，還是向墨西哥、日本引進的？

　　王暾：因墨西哥、日本地震多發，有預警需求，率先其他國家擁有了地震預警整套系統。同時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生過誤報，我國預警系統運行6年以來卻從未誤報過。在預警盲區半徑方面，我國也全面優于兩國。可以說，我們是最好的。

　　同時，我們的整套技術擁有完全的自主知識產權，為自主研發。當然，這的確借鑒了前人的積累，加上了我們自己的創新。

　　北青報：預警盲區是什么？我們領先日本多少？

　　王暾：意思是說我們的響應時間更短。舉例來說，我們探測到地震發生，傳輸數據發出預警是需要時間的，這個時間越短越好。而在幾秒鐘的響應時間里，地震波以3.5公里每秒的速度已經傳播了一定范圍。當我們發出預警后，這個范圍里的災區已經受到侵害，這一范圍就叫預警盲區。

　　目前，我們的系統響應時間為6秒，日本的技術是9秒。對應的盲區半徑我們是21公里，他們是30公里。

　　現在全世界只有墨西哥、日本、尼泊爾和我國具有地震預警服務能力，尼泊爾是由我國提供技術支持的。這就意味著我們已經做到了全球最優，又快又準。

　　北青報：為尼泊爾提供技術支持意味著我們的系統已經開始“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，美國就有引進我國系統的愿望。

　　困境 研發之初經費緊張半年沒發工資

　　北青報：您從國外畢業后，怎樣想到回國做這一預警系統？

　　王暾：我從浙江大學本科畢業后，分別在中國科學院、美國康涅狄格大學拿到力學、理論物理學博士學位。2008年發生汶川大地震時，我正在奧地利科學院進行博士后相關工作。那時我在想，自己作為一個科學工作者，能在地震中發揮什么作用。地震預警需要力學研究、理論分析，以及軟硬件結合等能力，雖然我不是地震研究專家，但我的學科背景剛好符合研究條件，因此我做出這個決定。

　　北青報：在研發該系統的過程中遇到什么困難？

　　王暾：當時，我拿了50萬元積蓄，又和老師同學們借了些錢，一共湊了300萬元回國，這個項目就這樣開始了。

　　研發是很燒錢的，一年多錢就用完了，而成果還沒出來，也就沒人認可。更重要的是，大家覺得這是個世界難題。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。他們在半年沒發工資的情況下，透支信用卡湊錢安裝了20多個傳感器，終于在2011年4月底成功預警一次地震，這才逐漸受到認可。我們被列入四川省“百人計劃”、國家“千人計劃”，相應的科研經費、扶持經費陸續到位。經歷過經費乃至生存困境后，技術困難對我們來說已不算什么。

　　未來 突破地震預報難題的可能性很大

　　北青報：地震預警系統未來的研發方向是什么？

　　王暾：第一，爭取響應時間更短甚至消除盲區；第二，保證更高的可靠性，雖然我們過去6年沒有誤報，但還是要把這個零出錯率保持下去；第三，我們要在地震預報領域有所突破。

　　北青報：目前有國家實現地震預報嗎？

　　王暾：目前是沒有的，這是全世界面臨的共同難題。地震預報區別于地震預警，是要在地震發生前就進行預報。在這方面我們進行了5年研究，已取得相應積累、突破。我認為我們已經找到了一把鑰匙，突破這個難題的可能性很大。

　　北青報：如果限定一個時間，多久后能有成果？

　　王暾：可以這樣講，對于前人而言，地震預報意味著大海撈針，但通過我們的努力，已經把大海縮小成了一個碗，甚至看到了這顆“針”。在時間方面，我認為要到三四年以后，可能會有重要突破。

　　北青報：重要突破是指什么？

　　王暾：打個比方，三四年后，我們有效預測一兩個地震是有可能的。順利的話，在這之后就能穩定地提供預報服務了。

　　文/本報記者李巖