地震监测信息化任重道远

访中国地震台网中心总工程师 刘瑞丰
  中国地震台网中心信息网络部主任 李卫东

        谈到地震，在人们的印象中就是倒塌的房屋、失去亲人的悲伤人们……事实上，这也是我们看到的或者经历的地震，它的发生给人民的日常生活和经济建设都带来无法估计的损失。

        1976年7月28日的伤痛还没有逝去，2008年的5月12日又让我们再一次深深记住地震这个严重威胁人类社会生活的自然灾害。

        那么，通过这些年以来的建设，我国的防震减灾事业信息化是如何开展的，对比过去取得了哪些进展又存在哪些不足呢？近日，我们采访了国家地震台网中心总工程师刘瑞丰和信息网络部主任李卫东。

        地震监测的进程

        中国地震台网中心是中国地震局直属事业单位，承担着全国地震监测和地震速报、地震中短期预测、地震应急指挥和地震数据通信系统的重要任务，是我国防震减灾工作的重要业务枢纽、核心技术平台和基础数据信息国际交流的重要窗口。

        我国的地震行业早在1966年就首次接触到了计算机，但由于当时地震台站都是分布在全国各地，搜集到的数据也由当地地震部门进行人工记录和处理，然后通过电话逐级上报。随着通讯技术的发展，地震部门开始建立电信传输专网，实现地震观测信号的自动传输，以便在地震发生后，数据通过电信网络把信号第一时间传到中央处理平台，以掌握全国主要地震危险区域地震的情况。当然那时还没有现代化的计算机，只能通过人工的方法对多个台站的数据进行分析后确定地震的三要素即地震发生的时间、地点和震级，不过相比以往而言，已经算是取得很大的进步了。

        据刘瑞丰介绍说，从1983年起，中国地震局开始同美国地震调查局开展合作，在全国建立了9个数字化的地震观测台站，之后又增加了拉萨和西安两个台站，这意味着我国整个地震监测数字化的开始。接下来经过“八五”、“九五”和“十五”的发展，所有的地震台站基本都实现了数字化、网络化。到目前为止，现在我们有152个国家级的地震监测台站，国家投资的区域地震台站792个，还有6个火山台网，我国地震监测的信息化已初具规模，在西沙的永兴岛上也建立了地震台站，未来还要在南沙群岛上建立地震台站，实现队海岛、海洋地震的观测。

        这些观测点的建设使得我国90%以上地区地震均匀监测能力提高到MS≥3.0,大部分地震重点监视防御区、人口密集的主要城市以及东部沿海地区的地震均匀监测能力达到ML≥2.0。

        此外，国家还投资建成了600套流动地震仪器组成的科学探测台阵系统，用于对全国的地下结构进行拉网式的探测分析；200套流动地震仪器组成的应急流动观测系统，用于对突发地震后的临时加密数据观测。

        强震动观测系统获取强震发生时地面震动的记录，为及时有效地组织抗震救灾及建立大震应急系统提供科学依据。强震观测资料可作为城市大型建筑抗震设计的依据，为城市抗震设防提供可靠的数据支持。我国自60年代开始强震动观测建设，目前有近2000个强震台站和水工结构、桥梁、港口、核电站等数十个工程结构地震反应台阵。主要分布于21个地震重点监视防御区内。

        地震局也是开展各类地球物理、地球化学对地观测的重要业务部门，目前已经建立了由22个重力基准台、1500个区域流动观测站点构成中国重力台网，由28个基准台、58个基本台和区域网（800个区域流动站点）构成的中国地磁台网，由110个固定台站和1500个区域流动观测站点构成的地壳形变台网，由97个台站构成的大地电场台网、由177个固定台站和地下流体流动观测区域构成的地下流体观测台网。

        为了保障地震观测的数据通信，国家在“十五”期间建设了中国地震信息网络。该网络是为地震行业数据通信服务的专业通信网，目前该网络节点超过700多个，覆盖所有省级地震机构（含直属单位）、大多数有人值守地震台站和部分市县地震机构，包括：1个国家地震网络信息中心节点，41个区域中心节点，60个大中城市节点，300个县级节点，302个地震台站节点，5个高校、科研院所节点，2个地震现场应急流动系统。

        当前，整个地震信息网络活跃IP超过9000个，网上的各种服务器千余台，注册网站上百个，国家中心与区域中心之间的骨干链路为8~100M，每天通过行业骨干网络交换和共享数据和信息超过100GB；全国的1500多个各类测震、前兆地震台站都是地震行业网络信息单元，绝大部分数字化观测仪器都以TCP/IP协议进行数据交换和通信控制，地震行业信息网络已经成为 “网络到台站”、“IP到仪器”的地震专业基础信息平台。

        地震观测技术的进步不但是数据通信方式和观测网密度提高，仪器的观测精度，测量范围，数据处理方法，都有了质的飞跃。我国的地震监测技术系统已经进入了大动态、宽频带、网络化时代。

        刘瑞丰还向记者展示了我国各个地区台站的分布情况，从70年代，到“八五”、“九五”、“十五”期间，国家地震观测台网和台站的变迁，看到了我国的地震观测从6个模拟纪录台站到目前增长1000多个数字化台站的演进过程。

        信息化目标和挑战

        采访中，李卫东就地震行业信息化目标和挑战谈了自己的观点。他说政府为什么要做信息化？因为信息化就是政府为社会体服务的载体，地震信息服务本身地震部门社会服务的一个非常重要的体现方式。地震行业的信息化才刚刚起步，“十五”期间，地震部门实现了“网络到台站”、“IP到台站”，而在2020年的我们提出的目标是，地震信息的深度社会服务。

        通过多年的建设，我国在地震监测、数据通信、地震应急快速响应等方面的方面的建设取得了一定的成就，但是在信息化应用水平还有待进一步的提高，特别是与美国、日本等先进的国家相比差距还比较大，比如美国有先进的全球快速数据分析系统，连续的庞大的全球数据管理和服务体系，以及综合规划的信息服务系统，而日本出了建设了世界上最庞大的陆域、海域观测系统外，建设了最先进的地震快速响应系统，同时在地震和城市减灾的深度应用上处于领先水平。

        从国家的任务上看，在行业信息系统建设方面，地震部门除了需要提供实时、精确的地震速报信息之外，还需要支持各级政府的抗震救灾应急响应，保障震后指挥决策系统的运行，以及各类地震监测数据的数据管理和服务。

        为完成这一要求需要地震部门树立政府社会信息服务的思想，开展各个业务系统的信息化整合，包括整体思路、目标和执行方案。

        在信息化建设中，如何把握新技术和应用的结合的平衡，更多地了解技术和业务的应用。地震行业整体信息化的建设最重要的还是要明确业务目标，这个目标的根本就是地震的服务，包括传统的震后快速测定和发布地震基本信息，在震后提供地震灾害评估信息，地震总灾区在那里，损失估计是多少。包括推动地震科研进步的地震数据服务，促进地震研究的数据挖掘和信息集成，增强城市减灾能力的地震预警信息服务，在这些业务目标驱动下，确定信息整合的方式事实上，只有这样，地震行业的电子政务的建设才真正发挥全局效应，而非头痛医头脚痛医脚。

        1976年的唐山大地震，受到当时的地震台网监测能力、通信设施的限制，唐山地震相对准确的速报确认信息是来自当时昆明台网的记录，经过大约2多小时才基本确定地震的三要素，即地震的时间、地点、强度。这些给地震后的救援都带来极大的影响。2008年的汶川大地震，中国的地震台网仅用了13分钟就确定了地震的强度，以及震中位置，为救援等减灾方面的工作提供了极大的支持。虽然今天准确预报地震的震级和震中依然是世界性的难题，但这些年地震局的信息化应用已经为国家的地震减灾工作带来了巨大的支持。而在近期我国将全面启动“国家地震安全工程计划”，这是一个跨越“十一五”和“十二五”的国家重点基础建设项目，这个项目将以政府的防震减灾社会服务为根本目标，以地震行业信息化，业务整合为重要技术依托，全面推进我国的防震减灾事业的发展。