城市设施如何感知地震风险？科技赋能“防震减灾+”成效显著

　　中新网北京11月19日电 (记者 孙自法)作为全球目前规模最大的地震预警网，中国国家地震烈度速报与预警工程(国家地震预警工程)于2024年7月全面建成运行，广受关注。

　　在人口密集的城市，如何为高层、超高层建筑提供日常地震监测方案？怎样让电梯、燃气等生命线设施在地震预警提供的几秒至几十秒时间内，能精准感知地震灾害风险并“智慧”开关？这些问题尤为重要。

　　记者近日随中国地震局组织在湖北开展“防震减灾高质量发展进行时”主题采访中了解到，这方面，湖北省地震局(中国地震局地震研究所)利用其历史深厚的研究积累和积极推进成果转化应用，通过科技赋能并先行先试，成功探索出构建城市“防震减灾+”服务的新格局。

　　为电梯和燃气装上“智慧”地震开关

　　湖北省地震局武汉地震科学仪器研究院副院长、正高级工程师杨江介绍说，为配合国家地震预警工程，项目团队基于地震需求侧应用主持研发出系列应用终端产品，其中最具代表性的产品之一就是电梯“智慧”地震开关，它是推进地震预警信息落地，发挥防震减灾实效的重要途径之一。

　　电梯“智慧”地震开关一般安装于电梯顶层控制机房内，控制信号连接至电梯的程控系统。其合理利用地震预警信息和本地报警信息，实现电梯在破坏性地震作用下的自动紧急处置，极大降低人员被困电梯的风险，充分发挥出“地震预警最后一公里”的实际减灾效益。

　　杨江指出，电梯“智慧”地震开关不仅可以实现破坏性地震作用下电梯的自动紧急处置，减轻地震带来的次生危害，还能为大城市“防灾减灾+”应用提供基础数据支撑。电梯“智慧”地震开关利用内置的高精度加速度计，能够实时记录地震对建筑结构的全过程响应，弥补地震监测台网在城市内监测密度的不足，可用于震后结构快速灾害评估，从而为应急救援提供决策依据，并为中国城市抗震韧性和防灾减灾提供技术服务。

　　他透露，目前，电梯“智慧”地震开关已在湖北、甘肃和辽宁等地进行30余个点位的试点应用，即将在国内其他省份开展规模化示范应用。此外，湖北省地震局项目团队还牵头制定中国首个电梯“智慧”地震开关团体标准，并获授权相关发明专利。

　　杨江表示，破坏性地震易造成燃气管道破坏泄漏进而引发火灾等次生灾害。项目团队针对性开发出的燃气“智慧”地震开关，能够在远程地震预警、本地地震报警以及燃气泄漏等紧急状况发生时，自动执行燃气管道的阀门关闭动作，从而有效将潜在威胁控制在一定范围内，防止其扩大，保障住户安全。

　　建成中国大陆最大城市结构强震观测台网

　　现代城市高楼大厦鳞次栉比，高层、超高层的建筑结构地震安全监测备受关注。

　　2023年，中国地震局开始在全国开展城市地震灾害风险感知和评估的试点工作，首批试点位于四川、云南、甘肃和新疆等4个省份。2024年，中国地震局进一步在河北、江苏、福建、湖北、陕西、青海等省份组织开展示范应用，旨在更好推动城市地震灾害风险感知和评估工作。

　　杨江指出，建筑结构地震安全监测系统是城市地震灾害风险感知和评估的重要手段，它通过安装在建筑、桥梁、水库大坝等结构上的传感器实时监测结构的振动信息，再利用专业算法实时自动分析建筑结构的健康状态，产出评估报告，当结构健康状态出现异常时，及时发送报警或预警信息。

　　中国自1962年在新丰江大坝建立首个结构强震观测站以来，建筑结构地震安全监测系统研究和应用持续推进，已在北京、广东、湖北和上海等地开展重要建筑监测和区域性特色结构强震台网建设，并获得实测结构地震反应数据。

　　其中，武汉地震科学仪器研究院2017年开始针对武汉市百余栋160米以上超高层建筑开展长期结构强震动观测，形成全国最大规模超高层建筑强震动监测台阵，并实现智能化管理。

　　杨江介绍说，武汉市襄阳大厦是一座高263.6米的超高层建筑综合体。2023年10月，由不同数量的多类型监测传感器组成的监测台阵在襄阳大厦正式运行。

　　这是中国超高层建筑首次利用强震动安全监测系统，实现24小时对大楼结构安全监测数据的实时采集、分析，以及预报预警信息快速推送和震害报警处置等功能的全链条应用服务。

　　“除了远方大震，周边有感地震，这个系统也能毫秒捕捉到，每一个地震波发出的细微变化都逃不过系统的监测。”杨江说，运行1年多来，该系统对襄阳大厦结构健康状况进行持续监测，专家评估认为，襄阳大厦示范应用项目产出丰富、实用，具有广泛的推广应用前景。

　　推进科技赋能支撑服务地震监测预报预警

　　工欲善其事，必先利其器。在国家地震预警工程建设和运行过程中，包括为电梯和燃气装上“智慧”地震开关、开展建筑结构地震安全监测等，都离不开先进的传感器、数据采集设备等。

　　湖北省地震局武汉地震工程研究院董事李恒说，该院研制出一套七芯光纤多参量混合监测同步采集装置，具备轻量化、集成度高等优点，显著提高多芯光纤传感器的采集分析效率，并极大降低使用成本。

　　在此基础上，项目团队结合工程中常用的加固材料，自主研发出多种智能产品，应用范围涵盖建筑结构、桥梁大坝、巷道隧道、岩土地质等多个工程领域，可有效监测城市地铁、隧道、综合管廊等生命线工程的安全运行状态。

　　此外，基于中国地震局地震研究所多年形成的地震观测学科研究成果，以及解决国家重大工程建设的服务经验，湖北省地震局先后研发出一系列先进仪器和业务平台，持续推进科技赋能支撑服务地震监测预报预警主责主业。

　　其研发的“利器”主要包括：DZW型相对连续重力仪广泛应用于全国重力观测站网；数字地震计广泛应用于中外地震站网；多种形变观测仪器在全国200多个地震台站使用；井下综合观测仪集成应变、倾斜、测震、水温、水位等多参量观测，可实现井下1000米的测量；定点形变仪器检定测试系统解决了定点形变仪器长期无法进行整机测试的难题；全球导航卫星系统(GNSS)数据产品服务平台以陆态网络基准站和区域站为数据源，推动数据共享；基于地理信息系统(GIS)的地震分析预报系统(MapSIS)成为地震分析预报人员使用最多的平台。

　　在应用层面，武汉地震工程研究院2019年以来承担200余项地震安全性评价和50余项区域地震安全性评价工作，同时，还为巴基斯坦、孟加拉国、马来西亚、缅甸、刚果(金)等共建“一带一路”国家工程建设项目防震减灾提供物探服务。武汉地震科学仪器研究院研发的高铁地震安全监控系统，率先在京津城铁、京沪高铁实现国产化应用，现已广泛应用于18条高铁线路，总监控里程近万公里。

　　湖北省地震局表示，下一步将继续发挥自身优势，不断提升服务能力，努力开创科技赋能“防震减灾+”服务新局面。(完)