1秒摸清地震“脾气”(2)

　　在最新成果中，张捷课题组就利用人工智能技术和深度机器学习算法，提出新的深度卷积神经网络——震源机制网络（FMNet），利用全波形信息快速估计震源机制。

　　课题组首先在研究区域模拟出理论地震波形图，用于训练人工智能网络。之后将实际地震波形数据输入到训练好的人工智能网络中，从而输出地震震源机制解。“地震发生后，实际地震数据进入人工智能系统，不到1秒时间，系统就能准确估算出震源机制解，为灾情判断、灾害评估提供有力支持。”张捷说。

　　该项目也受到了中国地震局地震预测研究所基本科研业务费实验场项目和国家重点研发计划项目“地震预警新技术研究与示范应用”的资助。

　　地震监测，跨越千年的科学“接力”

　　关于地震的研究一直在曲折中进行。研究的时间维度已跨越了上千年。

　　“中有都柱，傍行八道，施关发机……”根据《后汉书·张衡传》记载，张衡发明的地动仪利用了惯性摆的原理。古人实现了用聪明智慧“感知”地震。

　　中国地震局信息技术学科组顾问、地震预测研究所研究员陈会忠在撰文指出，在地动仪发明之后的几个世纪里，世界上均无关于地震观测仪器方面的记载。19世纪中叶开始，随着西方国家和日本相继研制了定量记录地面运动的地震仪，地震监测仪器与监测方式不断更新。

　　1966年3月，河北邢台地区相继发生6.8级和7.2级多次强烈地震。当时，我国的地震台均为人工值守，像邢台这样的大地震从数据集中到完成基本参数的测定，需约数小时甚至数天。

　　20世纪70年代开始，我国地震台网开始打造国家基本台站和区域地震台站相结合的布局。自主研发的系列地震仪器和地震台站的建设，增强地震监测的能力，也为各级政府提供地震信息服务。

　　同时，世界上多个地震频发的国家纷纷建立针对特定工程、特定城市等的地震预警系统。“从机械式模拟信号记录发展到自动化数字信号记录，从单台监测发展到到台阵、台网地震监测，地震科学不断进步。”张捷教授课题组成员、博士后朱慧宇介绍。

　　值得一提的是，“十五”期间，我国开始实施《中国数字地震观测网络》工程，建设了105个国家地震台、685个区域级测震台和32个省级区域地震台网中心。

　　据介绍，汶川大地震等灾害的发生也进一步引发思考——地震观测必须为挽救生命和降低灾害损失服务。

　　2015年6月，国家发改委正式批复了中国地震局“国家地震烈度速报与预警工程”，2018年工程启动实施。地震观测和地震科学数据处理从物理驱动转向数据驱动，可以达到地震后5-10秒就发出地震警报。

　　“当前许多国家监测地震信息，还是采用自动算法与专业人员人工计算相结合的方式，这就要求地震监测人员24小时待命。”朱慧宇介绍，当实际地震数据进入课题组研发的人工智能系统，系统不仅能准确估算出地震的位置、深度、震级和震源机制等参数，还能实时演示地震活动空间图像。

　　同时，系统有深度学习能力，能根据数据库中汇集的上百万个地震资料，结合地震学理论，快速处理正在发生的地震数据。“科技的力量正催生地震科学领域的新业态，带来防震减灾领域的技术革命。”朱慧宇感慨。

　　“提高地震预测预警的准确性，需要密集的高频监测数据采集和实时处理，现有的人机结合工作模式已不适应这一要求。”针对此课题成果，中国地震局科技与国际合作司司长车时评价说：“该成果为地震监测、预测预警业务实现快速、高效的智能化转型提供了坚实基础。”