中國科大團隊首創(chuàng)人工智能全自動地震監(jiān)測系統(tǒng)

當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生的時候，地震波信號傳到地震臺網(wǎng)，地震專業(yè)人員采用理論算法處理地震數(shù)據(jù)，得出地震震中、震級、發(fā)震時刻、深度、破裂機制等參數(shù)，迅速做出公眾通報，為防震減災(zāi)提供重要的科學(xué)信息。雖然許多國家采用自動的快速數(shù)字算法得出地震信息，但結(jié)果經(jīng)常不可靠，常發(fā)生誤報，因此自動算法與專業(yè)人員人工計算結(jié)果及質(zhì)量監(jiān)控的結(jié)合是當(dāng)前監(jiān)測地震的主要手段，這種工作方式要求地震監(jiān)測組織必須加強24小時人工持續(xù)值班監(jiān)測的能力。

經(jīng)過六年的努力，中國科技大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院張捷教授課題組、信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院李衛(wèi)平教授、陳志波教授課題組、計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院陳恩紅教授課題組與中國地震局地震預(yù)測研究所趙翠萍研究員團隊合作推出世界首個人工智能地震監(jiān)測系統(tǒng)—“智能地動”監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)在位于四川、云南兩省的中國地震實驗場試用了一年，中國地震局基于2019年446個地震評估結(jié)果對比顯示無人操作的“智能地動”監(jiān)測系統(tǒng)與專業(yè)人員人工計算處理結(jié)果的準(zhǔn)確性非常接近，同時，“智能地動”監(jiān)測系統(tǒng)僅需要1-2秒時間報出所有地震震源參數(shù)，而目前世界上最先進的美國國家地質(zhì)調(diào)查局（USGS）自動速報系統(tǒng)需要3-5分鐘計算時間后報出地震信息。能夠快速報出地震預(yù)警信息對于及時通知公眾立即采取防護措施、迅速終止核電站等重要設(shè)施的運行、減緩高鐵速度、確定救援方案等具有重要意義。無人操作的人工智能地震實時監(jiān)測系統(tǒng)的出現(xiàn)，極大地緩解了24小時人工監(jiān)測地震的壓力，特別是能夠及時處理密集的地震臺網(wǎng)大數(shù)據(jù)，幫助減少了誤報、漏報現(xiàn)象。

張捷教授課題組與陳恩紅教授課題組曾于2014年在Nature Communications發(fā)表了地震搜素引擎的創(chuàng)新工作，該工作的研究成果也在“智能地動”系統(tǒng)里實現(xiàn)了實際運行，發(fā)揮了重要作用。2020年2月6日張捷教授課題組與李衛(wèi)平教授、陳志波教授課題組聯(lián)合在Scientific Reports發(fā)表論文：Locating induced earthquakes with a network of seismic stations in Oklahoma via a deep learning method，該論文的第一作者是張雄博士，通訊作者是張捷教授。近兩年來張捷教授課題組在人工智能地球物理學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)表了15篇學(xué)術(shù)論文，在國際學(xué)術(shù)大會上21次做相關(guān)的學(xué)術(shù)報告。

當(dāng)前許多國際知名大學(xué)和科研組織都在研究人工智能地震監(jiān)測問題，但大多處在基礎(chǔ)科研以及發(fā)表論文階段。中國科大交叉合作團隊與中國地震局合作推出實際運行的人工智能系統(tǒng)，是國際領(lǐng)先。該系統(tǒng)已成功地測試了多個國家的地震數(shù)據(jù)。目前，系統(tǒng)的研發(fā)團隊正在與日本、土耳其、墨西哥等地震頻發(fā)的國家地震監(jiān)測機構(gòu)探討交流合作推廣計劃。