地震預警技術的案例
硬核預警技術與地震波搶時間！提前10秒預警能減近4成傷亡，他是怎么做到的？
6月17日22時55分，四川宜賓市長寧縣發生6.0級地震，成都高新減災所與應急管理部門聯合建設的大陸地震預警網成功預警本次地震。許多學校和社區廣播都及時發出預警，很多成都市民聽到了響徹全市的避險提示、倒計時和警報聲。
圖片來自網友截圖
這是怎么做到的呢？
先進的地震預警系統
2011年，成都高新減災研究所研發的ICL（Institute of Care-life）地震預警系統正式開始運行。2012年7月，成都市防震減災局宣布，成都將建設我國首個城市地震預警系統，該系統的技術體系就是由成都高新減災研究所提供。目前，此預警系統已經實現了通過智能手機、廣播電視、微博、地震預警信息接收服務器等同步實時發布預警信息，也使得中國成為繼墨西哥、日本后，第三個具有地震預警技術能力的國家。
地震預警系統原理圖示
負責該項目的地震預警四川省重點實驗室主任、成都高新減災研究所所長王暾說：“地震預警不是預報，而是利用電波比地震波快的原理，提前幾秒到幾十秒實現全自動警報。”
也就是指在地震發生以后，搶在地震波傳播到設防地區前，向設防地區提前幾秒至數十秒發出警報，以減小當地的損失。值得注意的是，地震預警不是地震預報，地震預報是對可能發生、但尚未發生的地震事件預先發出通告，地震預警則是在地震已經發生、但還未形成嚴重破壞時發出警告。
地震波
一份研究表明，如果預警時間為20秒，可使人員傷亡減少63%。而這一套價值1.6億元的地震預警系統，從預警中心發布信息到預警軟件上發出警報的時間僅需6.2秒。
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%；如果汶川地震發生時有預警，死亡人數可能會減少2萬至3萬。
王暾說，哪怕只有幾秒也能挽救很多生命。
展開 華爾街日報：特朗普政府力求盡快部署地震預警傳感器
被稱為“地震預警”的美國地質勘測系統，能提前一分鐘發出地震即將襲來的警報。據美國聯邦官員說，自2006年以來已在美國部分地區部署了這種地震預警系統，但至今只完成了一半左右。一個主要原因是，從各個機構獲取所需許可的拖(che)延(pi)時間多達兩年。
內務部長 Zinke 先生讓包括美國土地管理局、國家公園管理局和美國魚類和野生動物管理局等機構在內的的主管們在30天內確保消除在安裝地震預警傳感器方面的監管障礙，并為消除障礙提供幫助。
此舉是由于據科學家們所說，西海岸大部分地區仍面臨隨時可能發生的災難性地震的威脅。美國內政部負責水資源和科學事務的副部長 Austin Ewell III 在周三接受采訪時說：“我們想說，看啊，這是一個保護我們人民的機會！”
地震發生后發出的沖擊波能夠被這些傳感器接收，在地震波到達人口稠密的地區時，傳感器便可以通過手機和其他電子設備發出警報通知。Ewell 先生說，這給了關閉加油站和通勤列車等基礎設施一定的時間，同時提醒人們逃離電梯，提醒醫生暫停外科手術。
在日本和墨西哥的地震中，類似的技術拯救了大量的生命。
華盛頓特區和薩克拉門托（美國加州首府）已經通過了為該系統增加資金投入的法案，該系統的建立預計將耗資約4,000萬美元，每年運營成本約為3,000萬美元。美國地質調查局（USGS）的官員說，完成整個網絡需要在合適的位置布置共1675個傳感器，最大的缺額位于波特蘭和西雅圖等太平洋西北部城市，約占總數的一半。
舊金山灣區的地震預警系統已經基本完成，而在南加州，該系統正在接受進一步的測試。
展開 設備狀態監測及故障預警技術介紹
隨著工業技術的快速發展，工業企業的設備正在向自動化、智能化方向發展，而在設備運行當中常常會因為設備故障導致事故發生。保障設備安全穩定運行、減少安全隱患是企業提高經濟效益的根本。
制造業企業設備往往處于工況惡劣、不穩定、負載重、連續運行狀態，由早期故障發展而導致惡性事故頻頻，為了消除其故障隱患以避免安全事故發生，企業迫切需要新手段、新技術來實現故障的早期預警，防止惡性事故的發生。
目前設備狀態監測及故障預警若干關鍵技術可歸納如下：
（1）揭示設備運行狀態機械動態特性劣化演變規律。設備由非故障運行狀態劣化為故障運行狀態，其機械動態特性通常有一個發展演變過程。需揭示劣化過程及故障變化演變規律及發展特點，分析故障產生機理、發展原因和發展模式，構建劣化演變機械動態特性模型。
（2）提取設備運行狀態發展趨勢特征。在役設備往往具有復雜運行狀態，在長歷程運行中工況和負載等非故障因素會造成信號能量變化，故障趨勢信息往往被非故障變化信息淹沒，需較大程度上消除非故障變化造成的冗余信息，進而構建預測模型。若提取到敏感特征分量因子及模式，有望實現典型部件及部位分析。
（3）低信噪比微弱信號特征早期故障的信號處理。早期故障信息具有明顯的低信噪比微弱信號的特征，為實現早期故障有效分析，涉及方法包括：多傳感系統檢測及信息融合，非平穩及非線性信號處理，故障征兆量和損傷征兆量信號分析，噪聲規律與特點分析，以及相關數據挖掘、盲源分離、粗糙集等方法。
（4）故障預測模型構建。構建基于智能信息系統的設備早期故障預測模型，這類模型大致有兩個途徑，分別是物理信息預測模型以及數據信息預測模型，或構建這兩類預測模型相融合的預測模型。
（5）運行狀態劣化的相關評價參數、模式及準則。
展開 空警500：當前世界技術領先的中國預警機
目前，中國空警500預警機技術性能已經在世界排名第一。美國的E2D性能可以排在世界第二,我國的空警2000可以排在世界第三。這個排名主要是從預警機雷達技術體制為大家發布的排名。需要說明的是，預警飛機作為空軍飛機中價格最貴，系統集成度最高，指揮控制能力最強的飛機。目前無論是我國的空警500，還是美國的E2D，都可以滿足戰場作戰的要求，只是咱們在技術上稍微好點，性能指標上都差不多。
目前，在世界預警機領域，綜合性能最先進的是我國的空警500預警機
提起技術領先，在預警機領域，美國曾經長期霸榜20年，即便是前蘇聯的A50中堅預警飛機，在性能上也不超過美國海軍軍艦上使用的鷹眼預警飛機。預警飛機技術是建立在機載雷達的先進程度上的，美國在這一領域長期霸榜歸根結底還是長時間的技術投入帶來的。
我國無論是機載雷達還是預警機用的雷達，在體制上都比美國先進一代甚至兩代。在航空電子設備上，其實我國在上世紀九十年代搞了一次大躍進，這次大躍進的技術目標就是跳過無源相控陣直接搞有源相控陣。這樣做風險很大，因為我們直接朝著最難的領域出發了，成功了就是世界領先，失敗了，我們就只能依靠PD雷達了。好在我們最終做成了，技術底子一下拔高到了世界第一的程度，做出來的產品性能自然也非常先進！
這其中的代表作就是我國首次應用數字技術的空警500，這款飛機用數字傳輸替換了空警2000上的機械偏轉傳輸雷達信號，讓預警機雷達的體積大幅度縮小，耗電量也隨之減少。王小謨院士口中的小飛機，大預警，指的就是空警500這種雷達尺寸相比空警2000更小，飛機起飛重量也更小的小平臺。在實際的作戰應用中，可以發揮出比我國空警2000還要好的技術性能。
美國E3存在哪些缺點，空警500比它先進在哪里？
展開 
從“被動監控”到“主動預警”：紅外熱成像技術如何重塑安防體系
火災預警：通過監測溫度變化，在火災萌芽階段（如隱火）提前發現異常熱源并報警，實現早預警、早撲滅，減少財產損失。
我司有多款制冷型&非制冷型紅外熱成像儀，如想了解更多，歡迎加威：threephy
公路地質災害監測預警和減災技術
（完）
"滑坡體識別與監測預警關鍵技術研究及應用" 科技成果評價會在京召開
該項目由中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司牽頭，聯合華能瀾滄江水電股份有限公司、武漢海達數云技術有限公司、云南華力創通科技有限公司組建研發團隊，針對滑坡體識別與監測預警關鍵技術，依托紅石巖堰塞湖滑坡體、瑞麗江一級水電站進水口滑坡體等多個水電工程大型滑坡體進行了深入研究，通過綜合調查、技術研究、儀器研發和工程應用相結合的方法，在滑坡體的綜合物探、變形監測、安全綜合評價與分級預警、信息化平臺等方面取得了一系列創新性成果，授權專利16件、軟件著作權11項，發布標準1部，創新成果的應用可在無擾動的情況下快速準確、高效低成本地實現滑坡體的性狀識別、動態監測、安全評價及預警，在邊坡應急搶險，反饋設計、指導施工、專家決策、穩定治理、安全評價及保障工程安全等方面意義重大，社會經濟效益顯著，推廣應用前景廣闊。
評價委員會專家聽取了項目組的匯報，審閱了相關資料，經質詢討論和評議，評價委員會一致認為，該項目研究成果總體上達到國際先進水平，在水電站大型滑坡體監測的InSAR應用技術研究方面達到了國際領先水平。
展開 地震波數值模擬技術
地震波在傳播過程中存在物理耗散與物理頻散現象：物理耗散是指波的振幅因物理阻尼作用而衰減的現象；物理頻散是由物理介質的原因，波傳播相速度隨波數發生變化的現象。用 差分方程逼近微分方程時引入了誤差項，有時這些誤差項使計算結果振幅值衰減和相速度發生變化，其作用相當于物理耗散和頻散，這種虛假的物理效應稱作數值耗 散和數值頻散。數值頻散實質上是一種因離散化求解波動方程而產生的偽波動，這種頻散不同于波動方程本身引起的物理頻散，而是差分方程所固有的本質特征。
為了消除波場模擬中的數值頻散問題，許多學者在這方面作了大量的研究工作，從不同的角度對有限差分方程的數值頻散進行了分析，并給出了相應的解決辦法。
Alford（1974）和Dablain（1986）對聲波二階空間差分的數值頻散進行了分析，指出網格大小和地震波傳播方向是影響頻散的兩個因素。蔡 其新（2003）等人關于有限差分數值模擬的最小頻散算法及其應用中，提出優化算法的主要內容包括高階有限差分、優化差分參數和FCT技術(通量校正傳輸 方法)。董良國、李培明（2004）地震波傳播數值模擬中的頻散問題中分析了影響地震波數值計算中網格頻散的各種因素，從理論上以及模擬實例上證明了高階差分(特別是交錯網格高階差分)是提高波動方程數值計算精度、降低數值頻散的有效方法。吳國忱、王華忠（2005）也詳細地討論了波場模擬中的數值頻散分析與校正策略。
對高階差分法聲波模擬和交錯網格彈性波模擬而言，影響數值頻散的三個因素是地震波傳播方向、差分精度和一個波長內離散點數，對交錯網格彈性波模擬而言還包括介質的泊松比。
來源：元計算
展開 技術鄰周報Q15：ANSA/地震動響應/iSolver/子程序/SaaS/結構抗震/3DCS...
技術鄰鼓勵創作者發布優質的文章/視頻/問答/文檔，快來發布內容上周報吧~
