8月6日凌晨，山東德州市平原縣發(fā)生5.5級地震，包括濟南、天津、北京在內的多個城市有震感。許多網友表示在手機和電視上看到了地震預警信息，預警時間最長可達70秒。據了解，當前華為、小米、榮耀、OPPO、vivo等主流國內手機廠商已在手機中預設地震預警功能，用戶可自行開通。蘋果、三星等海外廠商手機可通過下載APP開通該功能。

記者在開通手機地震預警功能時發(fā)現(xiàn)，除開通地震預警接收提醒之外，有的小米手機還可為用戶提供成為“地震監(jiān)測志愿者”功能，并稱可采用手機通過低功耗傳感器感應到地震波?？磥恚诘卣痤A警過程中，手機發(fā)揮的作用正在從單純的信息接收端向地震預警監(jiān)測儀轉變。

用戶的手機收到預警信息

【資料圖】

監(jiān)測地震最常用MEMS加速度計

在現(xiàn)行的地震預警監(jiān)測系統(tǒng)中，手機是最后一個環(huán)節(jié)——接收預警信息。

安裝地震監(jiān)測儀器監(jiān)測地震波—將監(jiān)測數(shù)據返回地震預警中心—地震預警中心將地震信息發(fā)送至受地震波及地區(qū)的個人終端。這是我國當前地震預警監(jiān)測系統(tǒng)的運行機制。手機發(fā)揮的是接收預警信號、提醒居民的作用。此次德州地震中，有的居民表示收到了預警提醒，就是靠這套系統(tǒng)。

基于加速度傳感器的地震預警技術系統(tǒng)

但記者在試用手機端的地震預警功能時發(fā)現(xiàn)了一個申請成為地震監(jiān)測志愿者的通道，注冊志愿者后，記者看到了這樣一個頁面，頁面上顯示著：“地震監(jiān)測是手機通過低功耗傳感器感應到地震波?！?/p>

記者注冊成為地震監(jiān)測志愿者

在一般認知中，地震監(jiān)測靠的是專業(yè)的地震監(jiān)測儀。記者在這里看到“手機通過低功耗傳感器感應地震波”，難道小小手機也可以替代專業(yè)設備進行地震預測了嗎？

《中國電子報》記者采訪了成都高新減災研究所所長王暾，他表示，當前確實在嘗試用手機來監(jiān)測地震，但只是對現(xiàn)有地震預警系統(tǒng)的補充。

監(jiān)測地震，是現(xiàn)行地震預警系統(tǒng)的第一個環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)由地震局等專業(yè)部門負責管理，應用的地震監(jiān)測儀也是專業(yè)設備，據王暾介紹，單個地震監(jiān)測儀價格在1萬元左右。

地震監(jiān)測儀的作用，就是通過監(jiān)測地動的位移、速度和加速度等物理量，將地面擾動情況呈現(xiàn)出來。當前，市面上地震儀種類多樣，包括應變地震儀、慣性地震儀、力平衡加速度計、速度寬帶地震儀、MEMS加速度計等多種類型。其中，MEMS加速度計能夠比較直觀地記錄地震波在地球內部傳播時所引起的振動信號。ADI 亞太區(qū)微機電產品線總監(jiān)趙延輝表示：“它可以準確地記錄所在位置的振動信號波形，而后通過多個地震臺站組網，就可以準確分析出震源、震級和震時等信息?！?/p>

現(xiàn)行的地震預警系統(tǒng)已經發(fā)揮了顯著作用。以平原地震為例，中國地震預警網成功預警此次地震，實現(xiàn)了德州市提前3秒預警、濟南市提前17秒預警、北京市提前70秒預警。從地震監(jiān)測儀接收到地震波信號到居民接受到地震預警，所需的時間最快可控制在4秒。

而之所以要調用手機作為地震監(jiān)測設備，還是因為現(xiàn)行采用專業(yè)地震監(jiān)測儀布網的方式存在一定的局限性。

手機輔助有望縮小地震預警盲區(qū)

截至今年六月，我國已建成15391個地震預警站、3個國家級中心、31個省級中心和173個地市級信息發(fā)布中心。全球規(guī)模最大的地震預警網主體工程已經完工，并在京津冀、川滇閩等地區(qū)開展試點服務。

但即便是這樣的地震預警網規(guī)模，也難逃該技術路徑本身難以避免的地震盲區(qū)問題。

地震預警是在震后發(fā)布預警信息，依靠的是通信信號比地震波傳播速度快這一基本原理。　地震發(fā)生后產生兩種波，縱波傳播速度快，但能量小、破壞力弱，橫波傳播速度慢，但能量大、破壞力強。地震臺網通過接收先到的縱波數(shù)據，快速估計地震基本參數(shù)，并預測對周邊地區(qū)的影響，從而搶在破壞力強的橫波到達之前，向可能受災的區(qū)域發(fā)布預警信息。

但因為監(jiān)測儀放置在地表，所以嚴格意義上來說，靠近震源的位置是沒有預警時間的：以震源為中心以20公里為半徑的面積內難以在感受到地震之前收到預警信號。這個以震源為中心，半徑為20公里的圓形地域，就是“地震盲區(qū)”。越靠近震源的地方，越難以爭取預警時間，而這個范圍恰恰是震感最強、受災可能性最大的地方。

如果手機能夠被用作地震監(jiān)測設備，監(jiān)測設備密度將大大增加。當前每兩臺地震監(jiān)測設備之間間隔的距離約為18公里。而如果采用手機作為監(jiān)測設備，地震監(jiān)測儀之間的距離將更短，預警盲區(qū)也將縮小。王暾表示，如果接入預警系統(tǒng)的手機足夠多，將有希望將預警盲區(qū)半徑從現(xiàn)在的20公里縮小到15公里。

這樣一來，地震預警所需要的響應時間也有望進一步縮短。王暾表示，采用手機作為地震監(jiān)測設備，有望將預警響應時間從當前的4秒降至3秒甚至3秒以內。

用手機作為地震監(jiān)測設備，就是通過調用手機中的加速度計，獲知地面震動情況。加速度計當前在走路計步和個別重力傳感游戲中常用。

但用手機中的加速度計代替專業(yè)設備監(jiān)測地震，真的可行嗎？

面對記者的疑問，趙延輝給出了這樣的回應：2.5~3.4級的地震，一般的峰值加速度是0.08-0.25m/sec2，也就是8mg~25mg，這對于大部分手機用加速度計來說還有一定的挑戰(zhàn)。但對于5.0~5.4級的地震而言，一般的峰值加速度是1.4~2.5 m/sec2，也就是140mg ~250mg，大部分手機用加速度計均可監(jiān)測到。也就是說對于破壞性較強的地震來說，手機用加速度計是有機會監(jiān)測并報警的。

至少需要100萬臺手機接入

將手機作為地震監(jiān)測儀的技術路線，還在探索過程中。在推廣應用的道路上，當前還存在兩大難題。

首先最突出的是手機設備接入數(shù)量的問題。在使用小米手機注冊成為地震監(jiān)測志愿者時，記者注意到當前編號為445809。這意味著該手機監(jiān)測地震系統(tǒng)已經有44萬臺次設備接入。王暾表示，這個數(shù)量是自2021年到現(xiàn)在累計的結果。

而要想使手機地震監(jiān)測功能真正投入應用，接入的手機數(shù)量需要達到100萬臺。

當前，國內主要手機品牌都已經內置了地震預警功能，全國有近8億臺手機設備出廠預裝了該功能。但考慮到擔心用戶可能認為該功能會帶來打擾或隱私泄露等問題，該功能為默認關閉狀態(tài)，需要用戶手動開啟該功能。這是預警接收端的情況。

對于預警監(jiān)測端而言，這個過程對用戶配合程度的要求就更高些。作為預警監(jiān)測設備，手機內的加速度計需要被調用，且系統(tǒng)需要獲知用戶地理位置等數(shù)據，還需要確保地震發(fā)生時位于震源附近的手機處于通信開啟狀態(tài)。因為地震預警就是要與地震波傳播搶時間，全程無人參與，所以要讓手機監(jiān)測系統(tǒng)真正發(fā)揮作用，就需要相當大體量的手機處于隨時待機狀態(tài)。這就需要有更多的手機廠商推廣該技術，也需要有更多的志愿者加入到該計劃中來。

其次是軟件算法優(yōu)化問題。手機與專業(yè)地震監(jiān)測設備收集到的數(shù)據類型有所不同。當前使用的地震監(jiān)測設備，監(jiān)測到震動信息后，首先要做端側邊緣計算，判斷是否發(fā)生了地震。如果使用手機監(jiān)測，這個工作就需要在手機端進行。而當前既有的算法是基于專業(yè)監(jiān)測設備開發(fā)的，因此要調用手機，首先需要對既有算法進行優(yōu)化。以此提高預警的可靠性和精度。

王暾表示，當前專業(yè)地震預警響應時間已經逼近極限，采用手機這樣的移動終端作為輔助有機會將地震預警時間再次降低。

對于手機這樣的移動設備是否會出現(xiàn)數(shù)據誤差或者誤觸等問題，趙延輝表示：手機設備俯拾皆是，數(shù)量巨大，一旦監(jiān)測到在某一區(qū)域一起振動，基本是由地震引起，不太可能被其他事件誤觸發(fā)。他同時對未來地震預警技術趨勢做出預測：未來地震預警將會是低密度專業(yè)地震監(jiān)測設備與高密度輔助地震設備的融合，也就是用專業(yè)設備解決監(jiān)測精度問題，用輔助設備解決誤觸發(fā)問題。

作者丨姬曉婷

編輯丨張心怡

美編丨馬利亞

監(jiān)制丨連曉東