河北省研制的“地震感知報警儀”成功預警了5月28日的唐山大地震，這種儀器“實現(xiàn)了我國自主研發(fā)地震監(jiān)測報警技術領域的新突破”。
“鈴鈴鈴……”5月28日10時22分，隨著一陣急促的鈴聲，秦皇島市一座7層建筑內，電梯自動停靠在最近樓層并迅速開門。“要地震了!”隨著一聲大喊，電梯內人員馬上跑出，鉆進桌椅下。同時，辦公室內也鈴聲大作，工作人員紛紛放下手中的東西，迅速躲到桌子底下。
這不是演戲，也不是演習，而是真實發(fā)生的事情。瞬間，這座建筑開始震動。幾乎與此同時，唐山發(fā)生4.8級地震。這座建筑是秦皇島市的一座辦公樓，發(fā)出報警的是河北省研制的“地震感知報警儀”，據(jù)了解，這種儀器“實現(xiàn)了我國自主研發(fā)地震監(jiān)測報警技術領域的新突破”。
這是啥儀器
有效感應地震并發(fā)出警報
“這種儀器可以在具有破壞力的地震橫波到達地面前，有效感應并發(fā)出警報。”研制這一儀器的公司研發(fā)總監(jiān)侯永捷介紹說，“地震感知報警儀”分為家庭用、公共設施用和電梯用三種。
日前，“電梯地震感知報警儀”通過了國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局的驗收，并獲得了國家級科學技術成果鑒定證書。在由河北省科技廳組織的專家鑒定中，該儀器被專家認為實現(xiàn)了我國自主研發(fā)地震監(jiān)測報警技術領域的新突破，“達到國際同類研究領先水平”。
“電梯地震感知報警儀就是將報警儀安裝在電梯的機房內，并與電梯的控制系統(tǒng)相連，一旦地震，就會使電梯自動停到最近的一層并開門，以解救被困人員。”侯永捷說，“電梯地震感知報警儀”具有后備電源功能，在各類極端狀況下都能起到作用。
填補了國內地震預警空白
昨日，記者針對“地震感知報警儀”咨詢了地震方面專業(yè)人士，石家莊市地震局總工程師梁貴平介紹說，目前，國內還沒有自主研發(fā)的對地震預警的的報警系統(tǒng)，“‘地震感知報警儀’可以說填補了國內的空白”。
“國外有的國家已經(jīng)擁有這種技術，比如2011年日本地震，當時日本就發(fā)出過預警。”梁貴平說，地震預警系統(tǒng)也應是中國地震研究的發(fā)展方向。
咋預警地震
利用地震波間的幾秒時間差
“這種報警儀個頭兒并不大，家用的也就兩個煙盒并在一起大小，只要垂直安裝在主體墻面上就行。”侯永捷告訴記者。那么，這小小的儀器，是如何預警地震的呢?
“發(fā)生地震的時候，會從震源向周圍輻射彈性波，也就是地震波。”侯永捷說，地震波一般分為縱波、橫波和面波。
“縱波最先到達震中，但由于它是使地面發(fā)生上下振動，破壞性較弱;橫波隨后到達，它將使地面發(fā)生前后、左右抖動，破壞性較強。”侯永捷說，面波則是由縱波和橫波在地表相遇后激發(fā)產(chǎn)生的混合波，其波長大、振幅強，是建筑物受到強烈破壞的主要原因。
“報警儀會在檢測到縱波后，在破壞性較強的橫波到來之前，發(fā)出報警。”侯永捷說，這也是“地震感知報警儀”的原理，利用縱波與橫波之間的時間差進行預警，這個時間差一般是幾秒鐘。
幾秒意味著什么
逃生、自救，一切生還可能
侯永捷介紹說，時間差取決于地殼厚度及檢測地與震源的距離。地殼厚度越大、檢測地距離震源位置越遠，橫波與縱波傳播時間差就越長，預警的時間也會越長。
“比如縱波傳輸速度5.5~7千米/秒，而橫波的傳輸速度3.2~4.0千米/秒，如果從震源到檢測點的距離為1萬米，縱波傳播時間為1.43秒，橫波傳播時間是3.13秒，得到的時間差就是1.7秒。也就是說，我們在檢測點就能提前1.7秒發(fā)出地震預警。以此類推，距離震源的距離每增加1萬米，縱波與橫波的時間差也會隨之增加1.7秒，而當?shù)卣鸩▊鬏數(shù)骄嗾鹪?.8萬米以上時，兩個地震波間傳播的時間差將超過10秒。”侯永捷說。
“雖然可能是短短數(shù)秒的反應時間，但是有了這種預警器報警，人們可以迅速躲到桌子、床等掩體的下面來保護人身安全，而在地震救援的過程中，這些藏到掩體下的人生存的可能性往往比較大。”梁貴平隨后告訴記者，預警幾秒鐘，可以為震前逃生和自救贏得寶貴時間。
預警準確嗎
濾掉高頻信號誤報可能較小
日常生活中，施工、裝修，哪怕是走路、跑步都會引發(fā)地面輕微震動，那么，這種“地震感知報警儀”能預警準確、避免“誤傷”嗎?
“裝修等普通的震動與地震波的頻率是不同的，普通震動頻率較高，人往往能感覺到，但地震波均為低頻信號，其中破壞力最強的地震波都在0~10Hz，響應曲線幾近平坦，最初人是感覺不到的。”侯永捷表示，根據(jù)這一規(guī)律，只要過濾掉高頻率的信號，就可排除日常生活中常見的震動，從而獲取地震波信號。
據(jù)了解，該報警器依據(jù)數(shù)據(jù)模型和算法，既能排除人工爆破等“突發(fā)性”的人為噪聲干擾，也能夠排除雜亂無規(guī)律的噪聲環(huán)境干擾、長周期脈動信號等，“可以大大減少誤報的可能性”。
等著普及吧
價格不高但還未推廣普及
聽上去這儀器很有用，那它的造價如何，何時能普及呢?
昨日，研制該產(chǎn)品的公司總經(jīng)理陳忠林告訴記者，該儀器造價并不高，“家用地震感知報警儀”價格只有千元左右，但目前知道的人少，使用量也較小，“一些居住在四川、新疆、唐山等發(fā)生過地震地區(qū)的市民購買較多，離普及還有些距離”。
“地震感知技術應該得到進一步推廣，特別是在學校、醫(yī)院、電影院、飯店等人員聚集的公共場所的推廣，將可以有效減少地震時造成的人員傷亡。”陳忠林表示。