【IT168 信息化】
北京时间5月12日14时28分,在四川省汶川县(北纬31度,东经103.4度)发生7.8级地震。据中国地震局通报,四川汶川发生地震时,宁夏、青海、甘肃、河南、山西、陕西、山东、云南、湖南、湖北、上海、重庆、北京等地均有震感根据四川省地震局发布的消息,截至12日17时28分,发生300多次余震,最大震级6级。这次地震是继1976年四川松潘、平武两县发生7.6级地震以来,近32年发生的四川省内首次7级以上地震。截至13日零时,四川地震灾区已发现死亡人数近万名,甘肃、陕西等其他地区死亡人数180多名。
图为震中所在地。
防震减灾,IT当关
发生在眼前的四川震灾,让人们立刻想到了32年前的唐山大地震。32年前的7月28日,河北省唐山市遭受了一场巨大的灾难:7.8级大地震的出现,仅仅只有十几秒的地动山摇,24万生灵涂炭,16万人滴血负伤。四川地震、唐山地震,震级相差一摸一样,受灾人数天壤之别。
无法用言语表达这种悲痛,但悲痛过后总需要寻找原因,为什么唐山地震会带来这么大的伤亡?无可逃避,地震预报是一个世界性的难题,尽管在1975年我国曾经成功预报了海城地震并实现了提前撤离,但由于两个城市不同的地质情况,在唐山没有像海城那样足够的前兆表明地震的来临。同样,此次地震发生在人口稠密地区是造成惨剧主要原因之一,但在城市建设时是否考虑过足够的抗震要求?在地震发生后,是否快速地确定了地震地点,并及时传送到中央政府?在震后救援中,是否有足够快捷的响应和清晰的安排?……
这场惨剧的背后暴露出了很多的问题,有意识上的,有管理上的,有协调上的,有反应速度上的,但同时,不可避免的一个问题是技术上的。在当时,没有足够的技术能力去预报地震的发生、观测并确定地震的准确地点、迅速传递地震信息、及时对灾情进行反应并投入救援力量等等。以地震观测为例,尽管当年在唐山附近就设有地震台站,但简陋的模拟地震仪在地震发生时直接超出了量程,无法判断地震的位置。而在地震信息传递上,由于当年还只能是电报发送信息,国务院在收到信息常常是在多个小时之后了。还有应急救援,由于只能通过电话来指挥、调度,在救援的分配、实施等方面无疑大大受限。在当时的大环境下,这些每一个技术瓶颈都让唐山人的生还希望减少了一分。
事实上,防震救灾工作的每一个环节都与信息技术密不可分。从某种意义上说,防震救灾的发展史也同样是观测、通信等技术发展史,甚至可以说,技术的发展还在推动着防震救灾的发展。以地震通信手段为例,从人手相传到邮寄,再到电报、电话、短波通讯,再到拨号上网、宽带网络,正是通信技术的不断进步让地震信息的传递越来越快捷。在地震监测方面,同样也经历了一个从最简单的地震仪到模拟地震台、遥测地震台,再到现在的数字地震台的发展过程。
到今天,看看任何国家的防震救灾体系,怎么能离开IT技术?地震观测台站是数字化的,震害防御需要对以往发生的多次地震信息进行复杂的数据分析,应急救援要想迅速、快捷,当然不能没有现代多样化的通讯技术。如果说,在许多其他行业,信息技术还只是一项工具、一种手段,甚至一种基础的时候,那么在地震行业,信息技术已经和防震救灾的业务工作融为一体了。
或许有人说,由于地震的特殊性,很难实现100%的信息化,目前我国地震领域也只有80%实现了信息化。但我们可以看到,许多当前难以实现信息化的领域,是由于对地质了解的不深入或各地尺度不一致等情况。例如,在水位监测上,由于各地测量水位的标准不一样,因而难以实现计算机控制,但如果对水位的了解形成了一个可量化的体系,这一问题将迎刃而解。当然,计算机不可能代替所有的人工操作,但从防震救灾这一对反应速度要求非常高的领域来说,在大部分环节智能的计算机或许比人更有效。同时,由于地震预报仍然是个世界性难题,地震灾害很多时候不可避免,但IT的作用是将这种灾害的影响降到最低。
减震救灾,IT当关。这也就是全方位的信息化建设的原因,这也就是我国首先建立首都圈防震减灾示范区技术系统的原因。
地震信息化从“邢台”全面起步
5月12日14时35分,记者办公的北京市海淀区紫金大厦18层,突然感到来回晃动。记者的第一反映是头晕了,2秒钟后马上意识到是地震,这时有同事在编辑部内大喊地震了,随即有人往楼下跑。1分多钟后,地震波消失!
这不经意间的一晃让许多人重新有了对地震的恐惧,甚至回忆起30年前唐山的那场悲剧而不寒而栗。实际上,在我国这样一个地震频发的地区,很多年以来地震灾害都是笼罩在人们头上、挥不去的一道阴影。
但可喜的是,在信息技术的保驾护航下,我国在地震监测预报、震害防御、应急救援三个方面取得了长足的进步,甚至在较长一段时间内让人忘却了地震的影响。
说起与地震相关的信息化建设,人们都会直接想到地震的监测技术、通信技术、数据处理功能、应急指挥功能等等。没错,与其他自然灾害不一样,地震的特殊性让应对这种灾情的每一环节都与信息化息息相关。除了“数字化台网”用于对地震的监测、预报之外,信息化对于防震减灾的主要作用体现在三个方面:信息传递、快速处理和信息发布。利用数字化技术及时预报、监测地震信息,并应用现代通信技术快速传递地震信息,进而对这些信息进行实时分析、处理,最后报告给政府部门并向公众发布。应该说,国家地震局的每一步工作步骤都是与IT技术紧密相关的。
从某种意义上说,正是由于这样的紧密联系,信息技术的发展也带动了地震防护工作的发展。以地震通信手段为例,从人手相传到邮寄,再到电报、电话、短波通讯,再到拨号上网、宽带网络,正是通信技术的不断进步让地震信息的传递越来越快捷。在地震监测方面,同样也经历了一个从最简单的地震仪到模拟地震台、遥测地震台,再到现在的数字地震台的发展过程。
从我国地震信息化的发展过程来看,1966年的邢台地震或许是一个分水岭,由于这次地震后我国进入了又一个地震活跃期,国家对于地震相关技术给予了高度重视,这也有别于之前的一些零散建设,进入了全面发展阶段。例如,这一阶段我国建立了20多个基准地震台(一类台)和60多个基本地震台(二类台),同时实现了电报传送地震信息,传递时间缩短到6个小时之内。在1975年年海城地震和1976年唐山地震之后,我国地震信息化进入又一个快速发展阶段,全国开始建设遥测地震台,并逐步走上了地震模拟监测数字化记录的道路。例如,80年代中期,我国引入了中型计算机,再加上PC机应用,768工程在6大遥测地震台网实施,计算机在地震观测中开始进入普遍应用阶段;同时,通过中美地震科技合作计划,我国建立了由11个数字化地震台组成的中国数字地震台网。在通信方面,全国短波通信网、地震卫星通信网等在这一阶段也陆续建设完成。2000年以后,随着我国对地震防御的进一步重视,越来越多的IT技术在防震减灾领域得到了应用,特别是在地震的数字化观测、宽带通讯、快速应急处理、数据共享建设等方面成绩显著,可以说,地震行业真正进入了数字化时代。
三大体系支撑防震减灾
四川汶川7.8级大地震--救援人员正在抢
为了推动了我国地震科学的跨越式发展,增强防震减灾工作的科技支撑能力,2003年,我国启动了“中国数字地震观测网络工程”,到2007年全面完成。据悉,该工程将建成一整套的全数字化观测体系,投资总额近27亿元,主要包括数字测震、前兆、强震动三大监测台网和地震活断层探测、地震信息服务、地震应急指挥三大应用系统,以及一个国家地震灾害紧急求援训练基地,工程于2007年全面完成。 该工程将基本涵盖防震减灾的全过程,并进一步夯实了地震监测预报、震害防御、应急救援三大技术体系。
从地震监测预报上看,我国已经建成了由48个国家数字地震台站、一个国家数字地震台网中心和一个分中心组成的国家数字地震台网,21个区域遥测数字地震台网(包括353个子台),以及以组网方式构成的应急流动数字地震台网,此外还包括1400多个地方台、企业台,8000多个群观测点。从覆盖面上看,优异监测台网已经均匀覆盖我国各个地区,区域地震台网则在东部经济发达地区密度更大一些。而从监测手段来看,不再只是围绕地震台的部署“固定”监测,还通过数字化应用引入流动数字地震台网,可以以地震发生地为中心,调动周围的优异和区域级地震台站组成临时台网,从而更准确地观测地震发生位置。
在震害防御方面,我国已经绘制出了第四代地震烈度区划图,通过对以往地震发生情况的分析,预测出未来50年我国各个地区可能出现的地震烈度,并将国土范围划分为不同地震危险程度或抗震设防等级。该图在我国工业和民用建筑的设计上有非常大的参考意义。
同时,我国还于2001年组建了中国知名支地震灾害紧急救援队,再加上各省组建的地震紧密救援队,一般可以在地震发生的几个小时内赶赴现场。
3分钟报告地震灾情
四川汶川7.8级大地震--国家地震台重新
如果一次地震在我国境内发生,国家地震局能在多长时间内监测到地震的位置、震级等信息?“3分钟。”专家表示,分布在全国各地的地震台站将自动监测地球震动信息,随时记录地球震动的情况,并实时传送到位于北京的国家地震观测台网中心。一旦出现地震情况,国家台网中心能在3分钟内对地震进行准确定位,并基本确定地震震级,进一步分析以后能在8分钟内向政府部门报告,并由政府部门发布地震信息。
5月12日发生地震后,反应最快的是在线QQ群。大约在地震发生2分钟后,惊恐的人们立刻在QQ上交流各地的震感和反映,随即各地的家人和朋友之间开始交流地震感受和报平安。大约4、5分钟后,有同事收到短信消息,政府部门发布信息,证实四川汶川发生7.6级地震(后改为7.8)级地震。当天下午,温家宝总理乘专机赶赴四川指挥救灾。
据了解,国家地震观测台网中心集中了全国48个国家数字地震台(包括南沙群岛上的地震台)的记录,这些监测信息全部通过卫星系统将信号传递到北京。监测屏幕上所看到的一毫米震动,实际上是发生在当地的十万分之一或者二十万分之一毫米的振动。国家台网中心承担全国5级以上、我国周边地区6级以上、世界7级以上的大地震速报,要求在台网观测到地震以后几分钟到一个小时内测定地震发生的时间、位置和震级。
首都圈地震观测台网中心由北京、天津、河北两市一省地震局和中国地震局地球物理研究所的地震台网组成,包括107个遥测地震观测台站。从功能上看,其监测内容与国家台网中心基本相似,但由于台站分布更密集,可监测的地震更多,一般来说1.5级以上的地震就可以监测到。
资源共享成就统一调度
四川汶川7.8级大地震--医务人员正在准
在整个防震减灾体系中,完成了地震监测之后,接下来要做的就是应急救援。而中国地震局管理的国家防震减灾指挥中心就承担了在遭遇地震后的分析、评估以及应急指挥、调度等工作。在300平米的大厅中央矗立着巨大的屏幕显示系统,如果发生地震它将及时显示灾情图像和信息;而旁边摆放的诸多坐席则是留给来自各个职能部门的人员,方便应急救援时的协调和调度。一旦发生地震,观测信息传输过来之后,指挥中心有着三方面的职责。一是对灾害性地震进行快速评估,在基础数据库和地理信息系统平台上进行的,一般挥基于计算机事先设计的模型,在几分钟内对人员伤亡情况、建筑物破坏情况、可能发生的次生灾害如煤气和火灾等灾害情况做出评估。二是进行计算机辅助决策工作,将突发的地震灾害事件需要的救助人员和物资、医疗人员的配备等等情况提供给指挥决策者。最后,根据获得的地震灾害现场的情况进行进一步的动态评估和决策。日常的小地震在一些省级防震减灾指挥中心就可以完成应急处理,国家防震减灾指挥中心只有在国内地震超过7级,伤亡人数超过1000人时才会启用,除了汇报工作,从建成以来该中心还未正式使用过。从这个意义上说,我们非常欢迎这种“浪费”。
随着各个地震台站采集的信息不断增加,在分析一场地震时常常需要多个省之间的信息共享;同时地震的发生还与气象、海洋等情况息息相关,要想评估好一场地震,这些数据同样不可少。由于我国地震部门实行从中央到地方的垂直管理,国家地震局对下属机构的管理力度强,因此在内部数据共享上推行比较顺利,并实现了数据格式等标准的统一。而在与外部机构信息共享上,国家地震局承担了科技部主管的与地震信息相关的数据共享项目,其与气象、海洋、中科院以及一些大学共建了一个专门的数据库系统,一些不涉密的信息可以通过网上在线发布,另一部分涉密的信息则需要各部门自行申请,得到批准后从数据库中获取。