當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生的時(shí)候，地震波信號(hào)傳到地震臺(tái)網(wǎng)，地震專業(yè)人員采用理論算法處理地震數(shù)據(jù)，得出地震震中、震級(jí)、深度、破裂機(jī)制等參數(shù)，這些信息將為防震減災(zāi)提供重要的科學(xué)信息。
"當(dāng)前許多國家監(jiān)測(cè)地震信息，采用的是自動(dòng)算法與專業(yè)人員人工計(jì)算相結(jié)合的方式，但這種工作方式有一個(gè)短板，要求地震監(jiān)測(cè)人員 24 小時(shí)待命。"中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院張捷教授課題組成員、博士后朱慧宇介紹，從地震記錄推算地震震源機(jī)制是個(gè)計(jì)算耗時(shí)的過程，目前，世界各地地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)在地震速報(bào)信息里只有發(fā)震時(shí)刻、震級(jí)、地點(diǎn)和深度，不包括震源機(jī)制參數(shù)，通常需要在地震發(fā)生 3 — 10 分鐘或更長(zhǎng)的時(shí)間后才報(bào)出震源機(jī)制參數(shù)。
如何更快得出震源機(jī)制參數(shù)，成為各國科研人員競(jìng)相角逐的前沿，科大張捷教授課題組將目光鎖定"人工智能"。
"我們采用人工智能方法，有效地解決了復(fù)雜的計(jì)算問題，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生后，實(shí)際地震數(shù)據(jù)進(jìn)入人工智能系統(tǒng)，在不到 1 秒的時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)就能準(zhǔn)確估算出地震的位置、深度、震級(jí)和震源機(jī)制等參數(shù)。"朱慧宇介紹，該系統(tǒng)采用人工智能技術(shù)分析地震數(shù)據(jù)，可以自動(dòng)快速地計(jì)算出震源參數(shù)，還能實(shí)時(shí)演示地震活動(dòng)空間圖像。
▍【有效】 數(shù)據(jù)處理結(jié)果達(dá)到人工計(jì)算水平
" 1 秒內(nèi)出結(jié)果，意味著什么？"面對(duì)記者這一提問，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院教授、博導(dǎo)伍新明表示，地震發(fā)生后每一秒都是十分寶貴，震源機(jī)制參數(shù)盡早報(bào)出，能向地震波還沒有到達(dá)的地區(qū)發(fā)出預(yù)警，為公眾采取防護(hù)措施、政府確定救援方案搶出寶貴時(shí)間。
地震發(fā)生后，每一秒都關(guān)系到生命安全。如果人們能在地震發(fā)生前 3 秒收到預(yù)警，傷亡人數(shù)可以降低 14%；如果能提前 10 秒發(fā)布預(yù)警，傷亡人數(shù)可以降低 39%。
這項(xiàng)新成果，不僅在速度上處于國際領(lǐng)先水平，而且大量實(shí)際數(shù)據(jù)測(cè)試證實(shí)了該方法的有效性和可靠性。
記者了解到，2018 年科大張捷教授團(tuán)隊(duì)與中國地震局合作完成了"智能地動(dòng)"系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中運(yùn)用了該項(xiàng)人工智能技術(shù)，并在去年實(shí)現(xiàn)在兩秒內(nèi)推算出震源機(jī)制參數(shù)。數(shù)據(jù)顯示，去年期間，"智能地動(dòng)人工智能地震實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)"共記錄中國地震科學(xué)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)發(fā)生的地震 1106 次，最小震級(jí)為 ML1.3，最大震級(jí) ML5.4?；诘卣鹪u(píng)估結(jié)果發(fā)現(xiàn)，"智能地動(dòng)"系統(tǒng)與專業(yè)人員人工計(jì)算處理的結(jié)果非常接近。
"在速度上，這套系統(tǒng)更快，實(shí)現(xiàn)了無人操作。在處理結(jié)果上，數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性也達(dá)到了人工處理水平。"伍新明說。
▍【運(yùn)用】 在郯廬斷裂帶將有應(yīng)用場(chǎng)景合作
作為目前國際上唯一實(shí)時(shí)運(yùn)行的人工智能地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，"智能地動(dòng)"在地震預(yù)警與預(yù)報(bào)研究中，該系統(tǒng)也顯示了很好的潛力。
"‘智能地動(dòng)’系統(tǒng)在中國地震局運(yùn)行后，目前主要運(yùn)用在四川和云南兩地，實(shí)時(shí)處理兩地的中國地震實(shí)驗(yàn)場(chǎng)的百余個(gè)地震臺(tái)數(shù)據(jù)。"伍新明說。
除了在國內(nèi)運(yùn)用外，"智能地動(dòng)"系統(tǒng)還成功測(cè)試了多個(gè)國家地震數(shù)據(jù)。2020 年 2 月 6 日，著名期刊《科學(xué)報(bào)告》刊發(fā)了張捷團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)最新成果，他們利用"智能地動(dòng)"系統(tǒng)對(duì)美國俄克拉荷馬州相關(guān)地震資料進(jìn)行了測(cè)試，地震定位誤差僅在 4 公里之內(nèi)。2 年前，基于同樣區(qū)域的地震資料，哈佛大學(xué)與麻省理工學(xué)院聯(lián)合課題組利用人工智能技術(shù)測(cè)試的誤差在 200 公里。
"下一步我們將加大與地震監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的合作，進(jìn)一步推廣該系統(tǒng)。"伍新明說，科大科題組與安徽地震監(jiān)測(cè)部門有合作與交流，并對(duì)合肥歷史上的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行過分析。"多年來，我們之間的合作交流還是很緊密，尤其針對(duì)郯廬斷裂帶，我們布點(diǎn)了一些臺(tái)站，監(jiān)測(cè)地震發(fā)生的情況，在后期還將會(huì)有一些應(yīng)用場(chǎng)景的合作。"伍新明透露。
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