夏波 王軍 任燁

1.上海市地震局 上海 200062；2.上海佘山地球物理國家野外科學(xué)觀測研究站 上海 200062

引言

在社會經(jīng)濟迅速發(fā)展背景下，人們的生活質(zhì)量得到了顯著提升，而地震等自然災(zāi)害會給人們帶來的生命及財產(chǎn)損失，成為威脅人們生活質(zhì)量的重要因素，因此愈發(fā)成為人們關(guān)心的重點。而在諸多災(zāi)害中又以地震危害最大，加之地震在前期并無明顯預(yù)兆，因此更需要合理監(jiān)測、及時預(yù)警，通過提升防控有效性降低地震威脅[1]。在信息化背景下，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為人們生產(chǎn)生活必不可少的組成部分，也為地震監(jiān)測提供了強大助力。將諸多信息化技術(shù)應(yīng)用于地震監(jiān)測及預(yù)報能夠在很大程度上提升預(yù)警效率，在更短時間內(nèi)發(fā)布預(yù)警信號。

1 地震監(jiān)測簡述

1.1 地震監(jiān)測概念

所謂地震監(jiān)測就是通過監(jiān)控多方環(huán)境總結(jié)信息，詳細掌握和分析各項信息數(shù)據(jù)的變化繼而推斷是否發(fā)生地震的工作。檢測技術(shù)不斷發(fā)展，相關(guān)工作者也在不斷優(yōu)化監(jiān)測能力和水平，通過地磁場、重力場以及地電場等的監(jiān)測提升預(yù)警準確性，通過分析獲取的各項數(shù)據(jù)了解不同時段監(jiān)測區(qū)域發(fā)生的地質(zhì)變化，提升預(yù)警效率[2]。以身體檢查作類比，就是通過血壓器、化驗、CT等的應(yīng)用對人體各指標進行檢測，進而了解人體變化，判斷是否存在病情，地震監(jiān)測同樣是使用一系列器械工具對多項數(shù)據(jù)進行檢測了解地質(zhì)變化。

1.2 地震監(jiān)測意義

地震監(jiān)測實施可以幫助相關(guān)工作人員準確獲取地震信息數(shù)據(jù)，了解地震信息變化情況，同時在監(jiān)測中有效分析和預(yù)報所獲監(jiān)測數(shù)據(jù)。我國現(xiàn)已經(jīng)建立起較為系統(tǒng)的地震監(jiān)測網(wǎng)，同時設(shè)計出了大面積與之匹配的流動觀測網(wǎng)，將地震相關(guān)信息經(jīng)監(jiān)測網(wǎng)點予以收集和總結(jié)，后經(jīng)加強信息網(wǎng)聯(lián)合拓寬監(jiān)測范圍，將所獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸給相關(guān)工作者，繼而達到高效收集數(shù)據(jù)、迅速建立反應(yīng)機制的目的。通過高質(zhì)量地震監(jiān)測能夠科學(xué)防控地質(zhì)災(zāi)害、降低自然災(zāi)害威脅、保護居民生存環(huán)境、保障人們優(yōu)質(zhì)生活。

1.3 地震監(jiān)測發(fā)展歷史

我國對于地震監(jiān)測的研究自20世紀60年代開始，已經(jīng)有半個世紀以上的歷史，自1976年唐山大地震后社會各界更是對地震監(jiān)測投入了更多關(guān)注，地質(zhì)、水利以及機械等各部門紛紛加強聯(lián)合，共同參與到地震監(jiān)測工作中，以期提升監(jiān)測效率[3]。此外，各大高校也加強了對于地震監(jiān)測的科學(xué)研究，更多學(xué)者投入至相關(guān)研究工作。在社會多方努力下，地震監(jiān)測的質(zhì)量及效率均得到了顯著提升，預(yù)警效率提升，且在信息技術(shù)發(fā)展推動下，相關(guān)工作者仍不懈增加預(yù)警時間，減少了地震對于人們生命財產(chǎn)安全的威脅，為人們的生產(chǎn)生活提供了安全保障。在數(shù)十年發(fā)展中，我國地震監(jiān)測方式經(jīng)科學(xué)家努力已經(jīng)得到顯著優(yōu)化并仍不斷向前發(fā)展，總結(jié)出了多種地震監(jiān)測方式，同時更新了地震觀測模式。在此觀測模式中，相關(guān)工作者可以記錄監(jiān)測地震波，觀察離子、汞、水流量以及水位等流體以監(jiān)測地震情況，保證不同地區(qū)不同等級的地震監(jiān)測和預(yù)警。

2 地震監(jiān)測預(yù)報工作內(nèi)容

2.1 制定現(xiàn)場監(jiān)測方案

在實施監(jiān)測時必須對現(xiàn)場情況進行實地考察，參考實際情況實施監(jiān)測，這是因為地震監(jiān)測時常會出現(xiàn)預(yù)測數(shù)據(jù)與現(xiàn)場監(jiān)測不符的狀況，因此工作人員需要以實際情況為參照進行數(shù)據(jù)管理和分析，制定出與實際情況相符的管理方案[4]。制訂出的方案必須要滿足現(xiàn)場監(jiān)測需求，同時保證內(nèi)容與流動監(jiān)測規(guī)定一致，且符合監(jiān)測技術(shù)規(guī)程，提升監(jiān)測方案應(yīng)用價值。在進行方案設(shè)計時還要注意優(yōu)化組織管理工作，將現(xiàn)代化技術(shù)更好應(yīng)用于地震監(jiān)測中，提升工作質(zhì)量。

2.2 優(yōu)化測震臺網(wǎng)

在工作中需要注重優(yōu)化測震臺網(wǎng)，保證其正常運行，保持運行樣貌，進而提升前兆臺網(wǎng)運行效率。此外還要將設(shè)定地震監(jiān)測范圍作為重要工作內(nèi)容，以現(xiàn)場實際情況為依托設(shè)計監(jiān)測點位，若情況允許還可將點位作為流動測震參考點。在此過程中同樣需要保證監(jiān)測設(shè)備正常穩(wěn)定運行，同時是實現(xiàn)設(shè)備運行效率的提升，因此提升地震源數(shù)據(jù)的采集以及分析效率，并以實際情況為依托制定出最為可行的管理工作流程，提升參數(shù)分析效率，提高地震監(jiān)測質(zhì)量。

2.3 高效處理數(shù)據(jù)

提升數(shù)據(jù)處理效率是加強地震監(jiān)測的關(guān)鍵內(nèi)容，在管理過程中必須保證數(shù)據(jù)信息的準確及時，在管理過程中高效分析和總結(jié)數(shù)據(jù)，提升信息處理效率，為社會提供更加精準的地震預(yù)報，保障民眾生命財產(chǎn)安全。

3 地震監(jiān)測預(yù)報信息化技術(shù)應(yīng)用

3.1 Zig Bee技術(shù)的應(yīng)用

3.1.1 Zig Bee技術(shù)優(yōu)勢。Zig Bee技術(shù)在地震監(jiān)測中應(yīng)用廣泛，其成本低、功耗小、組網(wǎng)靈活的優(yōu)勢在地震監(jiān)測中得到了充分發(fā)揮。其使用優(yōu)勢具體體現(xiàn)在4點[5]：其一，使用Zig Bee技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)地震應(yīng)急時數(shù)據(jù)的野外分布式監(jiān)控，為觀測人員提供更加全面科學(xué)的數(shù)據(jù)，同時提升數(shù)據(jù)傳輸及處理效率；其二，因Zig Bee技術(shù)成本低、功耗小，因此若在實際場景中無法進行有線通訊則可使用Zig Bee無線通信技術(shù)；其三，因為低能耗，且可使用太陽能供電，因此可有效減少雷擊，延長儀器使用壽命；其四，因Zig Bee技術(shù)組網(wǎng)靈活，因此可以在保持原有路線的基礎(chǔ)上將新的傳感器接入。

根據(jù)以上幾點優(yōu)勢，在地震監(jiān)測工作中Zig Bee技術(shù)主要應(yīng)用于以下幾個方面。

3.1.2.1 野外流動地震監(jiān)測。野外工作時通常使用有線方式進行流動測震臺搭建，但是存在布設(shè)線路難度大的問題，且必須有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備參與方可實現(xiàn)多臺儀器組網(wǎng)，這樣不僅會在很大程度上提升設(shè)備功耗，且對于長期不間斷監(jiān)測會產(chǎn)生不利影響[6]。在此狀況下，Zig Bee技術(shù)的快速組網(wǎng)、無線通信的特點就得到了極大發(fā)揮，可以實現(xiàn)所有地震監(jiān)測儀器的正常運作，同時提升監(jiān)測儀器布設(shè)效率。

3.1.2.2 無人地震監(jiān)測臺站。Zig Bee技術(shù)低功耗特點突出，在遙測地震臺等無人地震監(jiān)測臺站中極為適用，此類臺站主要構(gòu)成要素包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、臺站供電單元以及綜臺避雷單元，適用Zig Bee技術(shù)對地震監(jiān)測儀器進行開發(fā)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)囊惑w化，通過這一方法簡化和減少儀器安裝，同時減少功耗，在提升儀器抗干擾力的同時提高儀器工作穩(wěn)定性[7]。

3.1.2.3 通信線路改造。地震監(jiān)測臺受外部環(huán)境影響較大，有效傳輸建設(shè)較為困難，而Zig Bee無線傳輸恰好能夠解決這一難題，減少對于環(huán)境的依賴，拓寬監(jiān)測范圍。

3.1.2.4 前兆傳感器接入。組網(wǎng)靈活是Zig Bee技術(shù)最大的優(yōu)勢之一，將此技術(shù)應(yīng)用于地震監(jiān)測儀中可以實現(xiàn)前兆傳感器的快速接入，且無須復(fù)雜的軟件配置，能夠保留原有路線，操作簡單。

3.2 地震信息網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

前兆式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、分布式網(wǎng)絡(luò)綜合數(shù)據(jù)庫試驗系統(tǒng)以及Apunet等中國地震信息網(wǎng)絡(luò)是地震行業(yè)使用和傳輸、分享數(shù)據(jù)的最重要平臺，在地震監(jiān)測預(yù)報中的作用不可替代，傳統(tǒng)地震監(jiān)測工作無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸和共享，而自建立起地震信息網(wǎng)絡(luò)后這一方式發(fā)生了極大變化。地震信息網(wǎng)絡(luò)有極強的生命力，其在地震相關(guān)行業(yè)中起到系統(tǒng)樞紐和動脈的作用，極為關(guān)鍵[8]。另外，地震信息網(wǎng)絡(luò)同時也是數(shù)據(jù)信息共享的重要平臺，為各方進行地震研究、預(yù)測以及應(yīng)急預(yù)警等工作提供了實施共享信息的數(shù)據(jù)服務(wù)。各方在地震信息網(wǎng)絡(luò)平臺中進行數(shù)據(jù)交換、信息管理、數(shù)據(jù)搜索、構(gòu)建行業(yè)門戶，極大地推動了地震行業(yè)的現(xiàn)代化、信息化。地震信息服務(wù)系統(tǒng)的建立可以為地震行業(yè)提供視頻、語音、信息等多種服務(wù)，而車載現(xiàn)場流動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和全國政務(wù)信息通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建立則能夠在地震發(fā)生的第一時間實現(xiàn)地震現(xiàn)場、應(yīng)急指揮部、全國地震信息網(wǎng)絡(luò)的及時有效互聯(lián)。

4 信息化時代提升地震監(jiān)測效率的措施

4.1 完善地震監(jiān)測預(yù)報管理

信息技術(shù)的快速發(fā)展使得大數(shù)據(jù)技術(shù)在地震監(jiān)測中得到了高效利用，構(gòu)建了合理工作環(huán)境。究其原因，信息技術(shù)在地震監(jiān)測過程中發(fā)揮了極強數(shù)據(jù)監(jiān)測和總結(jié)能力，極大豐富了數(shù)據(jù)資源[9]。在此工作背景下，工作人員必須要進一步加強地震監(jiān)測中信息技術(shù)的應(yīng)用，提升工作質(zhì)量。信息技術(shù)的應(yīng)用改變了地震監(jiān)測管理方式，且與傳統(tǒng)監(jiān)測相去甚遠，相關(guān)工作者就需要遵照實際情況利用現(xiàn)代化途徑對地震監(jiān)測預(yù)報管理工作予以完善，保證地震監(jiān)測效率和數(shù)據(jù)處理能力的提高。

4.2 充分利用信息技術(shù)

現(xiàn)代信息技術(shù)的充分利用能夠在很大程度上提升地震監(jiān)測預(yù)警效率，工作人員在進行地震監(jiān)測時就需要創(chuàng)新工作方法，利用信息技術(shù)提升監(jiān)測效率[10]。在實施工作前可以根據(jù)實際場景劃分監(jiān)測區(qū)域，分為危險點、監(jiān)測點，并利用現(xiàn)代化設(shè)備展開監(jiān)測管理，在過程中不斷優(yōu)化工作流程和方案，實現(xiàn)地震網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計。其中信息技術(shù)的重要性不言而喻，工作人員必須重視其關(guān)鍵作用，通過提升地震監(jiān)測效率保障民眾安全。

5 結(jié)束語

地震監(jiān)測對于減少地震造成的民眾生命及財產(chǎn)損失極為關(guān)鍵，而在檢測預(yù)警工作中將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用其中對于提升工作效率有重要現(xiàn)實意義。在新時代背景下，信息化已經(jīng)滲透至地震監(jiān)測預(yù)報的各個環(huán)節(jié)，對于發(fā)展理念，管理方式、服務(wù)模式等也產(chǎn)生了極大影響。相關(guān)工作者必須合理且充分地利用信息化技術(shù)，不斷優(yōu)化工作方法，提升地震監(jiān)測預(yù)警效率，保障民眾生命財產(chǎn)安全。