自然灾难频发，关键时刻电子科技能救命？

　　8月初，云南地震造成重大人员伤亡，时隔二十几日，美国加州亦爆发地震灾害，地球渐入“多事之秋”。在重大自然灾难面前，人类那么渺小而无辜，自然灾难极大地教育、警示我们必须加强科技在防灾、减灾中的积极作用，从而挽救更多生命。

一，关于地震的若干真相

　　1，地震预警就是地震预报吗?

　　地震预警(Earthquake Early Warning)与地震预报或预测不同。地震预报是对尚未发生、但有可能发生的地震事件事先发出通告;地震预警则是指在地震发生以后，抢在地震波传播到设防地区前，向设防地区提前几秒至数十秒发出警报，以告知当地人们采取应急措施，减少伤亡。目前，地震预报仍是世界难题，而地震预警已经在日本、美国、墨西哥、土耳其等国家形成了具有一定规模的系统。

　　地震预警技术是利用两种地震波传输速度的时间差实现的，原理是：在需要进行预警的地区事先布置地震测量仪，一旦地震发生，地震仪检测到纵波P波到达，就在数秒钟内分析震源位置、初步的震级和发震时间，并迅速将信息回传至预警中心。预警中心收到信息后会以秒速下发至专用的接收设备(手机、PC或者专用接收器)，从而赶在破坏力巨大的横波S波到达前，为用户提供几秒到几十秒不等的预警时间，以方便其进行紧急避难措施。

　　2，地震震级和地震烈度一字之差大不同?

　　地震震级和地震烈度这两个概念很容易混淆，其实它们完全不同。

　　地震震级是表示一次地震规模大小的数值，请注意，一次地震只能有一个震级。目前全球普遍采用里氏震级作为地震规模的衡量标准，按照这一标准，里氏震级每增加1级，地震所释放的能量约增加32倍。例如一次里氏震级7.0级的地震，所释放出的能量约为里氏震级6.0级地震的32倍，可见震级大一级，所造成的破坏力可能完全不同。

　　而地震烈度是用来衡量一次地震在某个地点的震动程度。需要注意的是，一次地震只可能有一个震级，但对受波及的地区而言可能有N个烈度，这一点不能忽视。与地震震级以阿拉伯数字表示不同，地震烈度一般以罗马数字(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等)来表示。

　　不同国家的地震烈度标准有所不同，但普遍以麦加利地震烈度为标准。麦加利地震烈度分为1-12度，烈度2就能被人感知，烈度5就能造成建筑破坏，而烈度8或8以上通常会造成人员伤亡。美国、中国均遵循12级烈度的设定。

　　而地震大国日本独有特定的烈度评定标准：日本气象厅震度等级。这一标准从0-4、5弱、5强、6弱、6强，最高为7，共分为10级。

　　3，只有特殊部门才能收到地震预警?

　　交通、电力、医疗、建筑等特殊的行业部门和公司必须建立专线接收地震预警信息或安装速报感应系统，避免产生更多次生灾害。交通领域，如高速列车上都要安装速报感应系统，快速运营的高铁和地铁可以根据地震速报，实施自动减速和停车;一些城市的电梯里也安装了类似感应系统，在接到地震速报后就停止运行;在煤气、电力、防火等领域，一些与速报系统关联的安全设备也开始大量使用，如煤气管内安装了感应装置，一旦发生地震，煤气会自动关闭;建筑工地和医疗机构等也要在接收到预警信息后马上停止作业，减少可能的伤亡。

　　然而，对于我们普通人来讲，我们也可以收到多种形式的预警信息，比如电视、网络、手机、有线广播和无线广播、甚至专用报警器等均可以多系统多方位的传达预警消息，目前最有效的预警方式是手机短信。

二，地震预警系统已在我国初步建成

　　地震预警不是地震预报。地震预报是在地震发生前告诉大家，可能在未来某个时刻某个区域有地震会发生，地震预警是指地震已经在震中发生了，地震预警系统利用电波和地震波的速度差，为其他可能受到地震波及的地方发出预警。

　　建设地震预警系统是一个复杂的系统工程，既有技术手段，又有社会管理。目前我国的地震预警还处于研究阶段，初步形成一定预警能力。

　　1，ICL地震预警技术系统

　　地震预警技术是利用两种地震波传输速度的时间差实现的，原理是：在需要进行预警的地区事先布置地震测量仪，一旦地震发生，地震仪检测到纵波P波到达，就在数秒钟内分析震源位置、初步的震级和发震时间，并迅速将信息回传至预警中心。预警中心收到信息后会以秒速下发至专用的接收设备(手机、PC或者专用接收器)，从而赶在破坏力巨大的横波S波到达前，为用户提供几秒到几十秒不等的预警时间，以方便其进行紧急避难措施。

　　2012年，成都高新减灾研究所自主研发的“ICL地震预警技术系统”通过由四川省科技厅组织的科技成果鉴定，成为中国首个通过科技成果鉴定的地震预警技术系统。该项目通过对地震动波形的监测、分析、汇总、综合分析、实现地震预警的有关参数计算和估算，生成地震预警警报，从而得到地震预警信息的响应发布。该系统具有五大技术创新：融合现地法和异地法的预警、基于台站现场处理的预警、地震烈度的声音提示方法、基于iOS操作系统的预警倒计时方法、电视地震个体化预警信息发布等。目前，成都高新减灾研究所两个监测台站间的距离基本上为10——15公里，在我国南北地震带上已经有3000多个站点，在地震预警盲区方面，也比日本略好一些：日本的地震预警盲区是30公里，而成都高新减灾研究所的产品盲区是25公里。

　　2，　“地震速报”APP

　　除了成都高新减灾研究所的地震预警系统外，中国地震局也开发了一款名为“地震速报”的APP。有别于地震预警，这款软件会在地震发生后5分钟内将初步测定的地震震级、震中位置等信息推送到手机上，地震发生10分钟后推送正式测定的震级等信息。不过需要注意的是，这款APP本质上的作用是震后通报地震信息，并不具备地震预警功能。

　　3，海洋地震海啸监测用光纤传感器

　　随着世界各地海洋地震海啸灾害的频发，对这些灾害的预警需求也显得尤为迫切。近期，中国电子科技集团公司23所为海洋地震海啸监测用的光纤传感器研制成功并实施了布放。

　　该项目经过2年多的研制，光纤传感器系统终于开发成功，并于2014年4月搭载试验平台在浙江省小衢山附近海域完成了海上布放试验，对附近海底地震海啸等情况进行了实时监测，系统布放至今已经受了较长时间的海上工作环境考验，信号监测正常，工作状态稳定。该系统的成功布放和应用，将可为相关部门提供及时、准确、有效的数据信息。

　　地震预警系统是一个复杂的系统工程，国家要从法律层面明确预警体系的建立、发布的标准，尽快建立覆盖全国的地震预警技术系统，拥有广泛有效的信息发布渠道，才能使广大民众能够及时获取预警信息。更重要的是，切实开展公众应急教育，普及公众利用预警信息避险的知识和技巧。这样，完整有效的预警系统才可算是真正搭建成功。

三，畅通信息成就高效现代化应急救援

　　我国是多地震的国家，发生在我国境内的地震具有频率高、强度大、震源浅及分布广等特点，因此，我国成为世界上地震伤亡人数最多的国家之一。虽然我国对于地震的预测和研究，早在中国的东汉时期就已经开始，但是目前还不能真正的解决地震预测的问题。

　　在地震这种破坏力极大的灾害发生后，在救灾过程中人员活动的迅速高效极大降低了灾害损失，而这些均有赖于现代化救援指挥系统的应用，比如自动速报技术、现代通信技术、指挥系统显示设备、航拍勘测技术等。

　　1，自动速报技术

　　自动速报技术，是争取救灾时间的关键之处。所谓的自动速报技术，就是将所有的救灾有关单位集合在一起，统一设置专项救灾信息通道，该渠道可以是短信，电话，也可能是网络或者卫星，通过这个渠道在地震发生后的第一时间将地震的消息传递到相关责任人那里，从而快速启动应急方案，在第一时间对震区进行支援。

　　这种自动速报系统建设，主要涉及两个层次，分为中央和地区：在地震发生后，第一手消息将由国家地震局等单位通知中央各个单位;在地震爆发地区，该系统可能受到损坏，中央可以快速联系到主管该地区的地方单位，两方可以进行有效的信息补充。

　　速报系统的技术支持，无论是短信还是电话，都可以实现快速通报到责任人的目的。应该注意系统建立的机制，确保信息畅通，设置多个联系人，以及信息反馈机制，确保第一时间信息传递的全部通畅，这将是速报系统的关键之处。

　　2，卫星通信技术

　　地震的巨大破坏力，常常使得地震区域的通讯设施全部瘫痪，因此地震后的关键任务是解决地震区域“信息孤岛”的问题，这样才有可以有效的传出情报，传入指令，让地震救援活动更加的有效，明确。

　　一般来说，灾区的数据传输的方式主要有两种形式，也就是有线和无线。有线传输在地震救援活动中，显然只能是辅助性的存在。随着无线技术的发展，无线可以传输的数据量以及速度都有大幅的提升，因此无线已经成为地震救灾信息传输的主要方式。不过无线传输也有自己的弊端，目前无线设备的覆盖面还是较为的狭小，因此在建设无线网络的时候，需要铺设的设备较多，这也增加了系统的不稳定性。目前主要的地震通讯方式，是将无线网络和临时移动卫星结合起来，移动卫星再和通讯卫星连通，将信息发布到全国，因此从整体上，无线通讯技术对于地震的救援有很大的作用。

　　3，指挥系统显示设备

　　在各种信息回传到救灾指挥中心的时候，将所有信息汇集起来，呈现在一个大屏幕上，对于救灾的帮助也是很大的，大屏指挥显示系统可以提高抢救效率。目前大屏显示技术主要有两种技术适合于指挥系统显示：1，液晶拼接，对于固定的指挥地点来说，较为合适;2，投影机，不仅可以在指挥中心快速建立大屏系统，更具有便携性，可随车进入震区进行现场指挥。

　　4，航拍勘测技术

　　地震后，由于地壳发生较大的变化，原有的地图已经失去了效用，所以需要对震区进行新的勘测。震区的勘测一般分为两个层次，一种是高空的遥感飞机勘测，其主要目的是对全局进行把控，把现场信息及时传回后方，然后由后方指挥团队快速分析震区地形变化，从而有针对性的制定救援方案。而对于遥感飞机和卫星无法观察的特殊地区，则要使用无人机，无人机可以获取非常精确的地区信息，是辅助高空遥感飞机的重要部分。在鲁甸地震救灾中，部队使用了四旋翼无人机

　　以上这些高科技现代化设备的应用，为合理分配救援力量、确定救灾重点、选择救援路线、畅通指挥系统、搜救转移受灾群众提供了高效准确的信息参考，将整个救援指挥变得更高效及时、行动更快捷准确。

四，高科技助力 救灾效果事半功倍

　　8月3日，云南省昭通市鲁甸县发生6.5级地震，造成重大人员伤亡和财产损失。地震发生后，各级救援力量和救援物资迅速投入到了抗震救灾中，挽救灾区群众的人身和财产。

　　值得注意的是，在近年的抗震救援中，高科技逐步发挥了重要作用，为救援立下汗马功劳。 怎样指挥救援机器人的“大钳子”?医疗方舱是否可以空投?国内一流救援队伍的配备如何?在救援现场，高科技设备是救援人员强有力的武器，使用好这“十八般武器”，救援效果无疑将事半功倍。

　　无人机：8月4日，武警黄金部队抽调6名地质专家和56名水文地质、遥感测绘等专业骨干组成的先遣救援队携带四旋翼无人机等20余台(套)新型应急救援装备，在云南鲁甸震区开展地质灾害评估工作。据了解，这也是武警部队首次将四旋翼无人机等高科技装备运用于抗震一线。截至4日15时30分，四旋翼无人机已先后3次起降，完成10平方公里作业，传回灾区第一手25分钟的航拍视频影像资料，将传送给驻地政府及前方一线救援队伍。

　　卫星导航：云南鲁甸地震后，中国资源卫星应用中心立即启动ii级应急响应机制，紧急调动资源三号和高分一号等多颗高分辨率卫星，安排多次连续观测。同时开通数据应急共享通道，提供地震灾区震前卫星历史数据和震后观测数据供抗震救灾使用。航天卫星在救灾中的广泛应用，有望扩大卫星产业的需求。有业内人士表示，2014年下半年起北斗导航产业链将会迎来较高的景气度，军工与行业应用都会同比高速增长。

　　生命侦测仪：此次云南鲁甸地震，武警部队还携带了泥石流监测预警系统、生命探测仪等专业设备。生命侦测仪是通过测试被探测者的呼吸运动或者移动来工作的。不同类别探测仪具备不同的功能。红外生命探测仪能经受救援现场的恶劣条件，可在震后的浓烟、大火和黑暗的环境中搜寻生命;音频生命探测仪应用了声波及震动波的原理，来探测搜寻生命;雷达生命探测仪是融合雷达技术、生物医学工程技术于一体的生命探测设备。

　　远程医疗：在道路受阻，专家医生无法快速到达灾区现场的情况下，远程医疗会诊系统则打破了空间限制，将后方宝贵的专家医疗资源传送到灾区一线，可以及时为灾区需要救护的灾民提供权威的医疗指导。尽管此次地震中远程医疗尚未大规模应用，但随着相关技术的成熟，未来远程医疗势必会在地震这样的大型自然灾害中发挥重要作用。

　　救援工程机器人：学名“双动力智能型双臂手救援工程机器人”，目前世界最大型的抢险救援机械，自重20吨，采用轮履两式行走，可以适应不同地面，单臂提起重量为4吨，采用油电混合双动力。救援机器人的特点在于具有双臂手，可多自由度协调作业，每个臂都有7个关节，左臂架是抓具，右臂架是液压剪具，双臂都具有旋转和摆腕功能。

　　镁/空气电池：由中科院大连化学物理研究所孙公权研究员领导的课题组研制，利用镁片和含电解质的水，比如用自来水、雨水甚至脏水兑成的盐水，与空气中的氧发生电化学反应，将化学能转化为电能，可以为手机、对讲机、照明灯等小型设备源源不断地输送电力。一个1.3升、1公斤左右的电池，可以为iPhone手机充电100多次。如果镁片用完，再更换一块即可。

　　超级充电：学名“多功能皮卡充电方舱”，是四川省电力应急中心自主开发的便民充电站。充电方舱主要是通过汽油发电机提供电源，同时也可以外接发电机供电，只要现场汽油足够就可以不间断地实现供电，一台普通大小的充电方舱可以供2200人同时充电。据电力应急中心工作人员王彬介绍，充电方舱的主要功能就是给手机充电。

　　全科箱房医院：是集装箱改造而成的模式化板块医院，里面包括先进的医疗设备与信息化系统。抗震性强、快速成型，还配有便携式“一体化”医疗设备，医护人员可以直接携带这套设备，外出完成进行心电图测试、X光拍片等多种任务。中科院低成本健康中心主任周树民介绍，此次共有11个集装箱运往雅安，箱房设有内外科、输液室等，有B超、血细胞分析仪、监护仪等设备。