中國(guó)科大團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)人工智能全自動(dòng)地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生的時(shí)候，地震波信號(hào)傳到地震臺(tái)網(wǎng)，地震專(zhuān)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(jí)、發(fā)震時(shí)刻、深度、破裂機(jī)制等參數(shù)，迅速做出公眾通報(bào)，為防震減災(zāi)提供重要的科學(xué)信息。雖然許多國(guó)家采用自動(dòng)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(bào)，因此自動(dòng)算法與專(zhuān)業(yè)人員人工計(jì)算結(jié)果及質(zhì)量監(jiān)控的結(jié)合是當(dāng)前監(jiān)測(cè)地震的主要手段，這種工作方式要求地震監(jiān)測(cè)組織必須加強(qiáng)24小時(shí)人工持續(xù)值班監(jiān)測(cè)的能力。

經(jīng)過(guò)六年的努力，中國(guó)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(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院陳恩紅教授課題組與中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所趙翠萍研究員團(tuán)隊(duì)合作推出世界首個(gè)人工智能地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)—“智能地動(dòng)”監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)在位于四川、云南兩省的中國(guó)地震實(shí)驗(yàn)場(chǎng)試用了一年，中國(guó)地震局基于2019年446個(gè)地震評(píng)估結(jié)果對(duì)比顯示無(wú)人操作的“智能地動(dòng)”監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與專(zhuān)業(yè)人員人工計(jì)算處理結(jié)果的準(zhǔn)確性非常接近，同時(shí)，“智能地動(dòng)”監(jiān)測(cè)系統(tǒng)僅需要1-2秒時(shí)間報(bào)出所有地震震源參數(shù)，而目前世界上最先進(jìn)的美國(guó)國(guó)家地質(zhì)調(diào)查局（USGS）自動(dòng)速報(bào)系統(tǒng)需要3-5分鐘計(jì)算時(shí)間后報(bào)出地震信息。能夠快速報(bào)出地震預(yù)警信息對(duì)于及時(shí)通知公眾立即采取防護(hù)措施、迅速終止核電站等重要設(shè)施的運(yùn)行、減緩高鐵速度、確定救援方案等具有重要意義。無(wú)人操作的人工智能地震實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的出現(xiàn)，極大地緩解了24小時(shí)人工監(jiān)測(cè)地震的壓力，特別是能夠及時(shí)處理密集的地震臺(tái)網(wǎng)大數(shù)據(jù)，幫助減少了誤報(bào)、漏報(bào)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(dòng)”系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)了實(shí)際運(yùn)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(lái)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(guó)際學(xué)術(shù)大會(huì)上21次做相關(guān)的學(xué)術(shù)報(bào)告。

當(dāng)前許多國(guó)際知名大學(xué)和科研組織都在研究人工智能地震監(jiān)測(cè)問(wèn)題，但大多處在基礎(chǔ)科研以及發(fā)表論文階段。中國(guó)科大交叉合作團(tuán)隊(duì)與中國(guó)地震局合作推出實(shí)際運(yùn)行的人工智能系統(tǒng)，是國(guó)際領(lǐng)先。該系統(tǒng)已成功地測(cè)試了多個(gè)國(guó)家的地震數(shù)據(jù)。目前，系統(tǒng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在與日本、土耳其、墨西哥等地震頻發(fā)的國(guó)家地震監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)探討交流合作推廣計(jì)劃。