捕捉地震，上『超級大腦』

喻思南

如何提高地震監(jiān)測和風險防范能力？近年來，地震相關研究中常能見到前沿科技的身影。

通過深度學習歷史地震數(shù)據，人工智能地震監(jiān)測系統(tǒng)“智能地動”可以監(jiān)測到微弱的地震波信號，并在兩秒內報出地震參數(shù)信息。借助超級計算機，災害模擬評估的區(qū)域更廣、精確度更高。隨著科技的發(fā)展，我國的防震減災能力不斷提升。

地震什么時候發(fā)生？在哪兒發(fā)生？震級多大？值班時，中國地震臺網中心的速報員杜廣寶和搭檔要在10分鐘左右核算地震參數(shù)信息，校正自動速報結果，給出正式速報。

杜廣寶的值班周期是24小時?！爸蛋嗳斩际菬o眠夜。”他說，每當?shù)卣饋砼R時，自動速報系統(tǒng)觸發(fā)，他就會投入到緊張的工作中。較大地震后余震頻發(fā)時，中心的速報員還會全員出動。

有沒有一種方法能既精確又快速地給出地震參數(shù)信息？如今，一套人工智能全自動地震監(jiān)測系統(tǒng)——“智能地動”，有望為地震實時監(jiān)測提供新手段。

“智能地動”系統(tǒng)由中國科技大學張捷教授團隊與中國地震局合作完成。2018年12月起，“智能地動”系統(tǒng)在中國地震局試運行，與四川和云南地震臺相連，實時處理兩地的中國地震實驗場的百余個地震臺數(shù)據。基于2019年446個地震評估結果發(fā)現(xiàn)，“智能地動”系統(tǒng)與專業(yè)人員人工計算處理的結果非常接近。研發(fā)團隊還利用“智能地動”對美國俄克拉荷馬州相關地震資料進行了測試，地震定位誤差在4公里之內。

“智能地動”是一套人工智能軟件系統(tǒng)。張捷介紹，與傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)不同，它有深度學習能力，能夠根據記憶中匯集的上百萬個地震資料，結合地震學理論，快速處理正在發(fā)生的地震數(shù)據。打個比方，傳統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)是一個單純的理論專家，而“智能地動”是一個有深度歷史記憶的理論專家?！坝萌斯ぶ悄芗夹g，就相當于全體地震學家在一起值班處理地震數(shù)據?！睆埥菡f。

由于能不斷從歷史地震大數(shù)據中“學習”，“智能地動”練就了一雙監(jiān)測地震的“火眼金睛”——可以有效去除各頻段噪聲，識別能力強，從而監(jiān)測到微弱的地震波信號。傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)一般處理3級以上的地震，而“智能地動”系統(tǒng)可以報出1級以上的地震的信息，提高了地震監(jiān)測的能力。張捷介紹，微小地震可能是大地震發(fā)生的前兆，能夠自動識別出它們是地震監(jiān)測的重要突破。

準確定位地震和推斷破裂機制是地震監(jiān)測的難點。“智能地動”系統(tǒng)可以直接根據地震波形來記錄、推斷位置與深度。同時，借助強大的記憶數(shù)據庫，系統(tǒng)能在1—2秒內推算出地震的位置、深度、震級和震源機制等參數(shù)。

“兩秒內出結果”意味著什么？張捷說，地震發(fā)生后盡早報出信息，能向地震波還沒有到達的地區(qū)發(fā)出預警，為公眾采取防護措施、政府確定救援方案搶出寶貴時間。

通常，大地震影響的不僅僅是單個城市，對區(qū)域內城市群進行震害分析，對于統(tǒng)籌救援資源也非常重要。而大區(qū)域、精細化、動態(tài)的模擬對計算能力提出了更高要求。林旭川認為，超級計算機將是智能社會的重要戰(zhàn)略性資源，它的應用可以為模擬地震災害提供一次飛躍的機會。

（選自《人民日報》）

?小編有話說

由于我們對地球內部的地質結構和應力變化情況不夠了解，更無法直接進入地球內部觀測地震的孕育、發(fā)生過程，地震預測至今仍是世界性的科學難題。但面對潛在的地震災害風險，我們并非只能被動應對，而可以未雨綢繆。無論是利用人工智能技術監(jiān)測地震，盡快發(fā)出預警信息爭取防護時間，還是借助超級計算機做好城市抗震精細化規(guī)劃，都能幫助我們面對災害時多一份從容。我們還可以主動出擊，通過制造可控的人工震源等方式，推演地下情況，摸清地震的“脾氣”，提升應對水平。一般人不容易直接察覺到地震科技的進步。雖然人類短期內還無法完全掌握地震的發(fā)生規(guī)律，但我們對地震的認識正在不斷深入，一些新技術、新手段的應用，讓科學家在與地震過招時有了更足的底氣。

適用話題

人工智能;防震機制;科技發(fā)展……