小小手机如何成为“准专业”地动监测仪？

宣布时间：2023-08-18 21:34来源：中国电子报、电子信息工业网

8月6日凌晨，山东德州市平原县爆发5.5级地动，包括济南、天津、北京在内的多个都会有震感。许多网友体现在手机和电视上看到了地动预警信息，预警时间最长可达70秒。据了解，目今华为、小米、荣耀、OPPO、vivo等主流海内手机厂商已在手机中预设地动预警功效，用户可自行开通。苹果、三星等外洋厂商手机可通过下载APP开通该功效。

记者在开通手机地动预警功效时发明，除开通地动预警接收提醒之外，有的小米手机还可为用户提供成为“地动监测志愿者”功效，并称可接纳手机通过低功耗传感器感应到地动波�？蠢�，在地动预警历程中，手机发挥的作用正在从纯粹的信息接收端向地动预警监测仪转变。

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用户的手机收到预警信息

监测地动最常用MEMS加速度计

在现行的地动预警监测系统中，手机是最后一个环节——接收预警信息。

装置地动监测仪器监测地动波—将监测数据返回地动预警中心—地动预警中心将地动信息发送至受地动波及地区的个人终端。这是我国目今地动预警监测系统的运行机制。手机发挥的是接收预警信号、提醒居民的作用。此次德州地动中，有的居民体现收到了预警提醒，就是靠这套系统。

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基于加速度传感器的地动预警技术系统

但记者在试用手机端的地动预警功效时发明了一个申请成为地动监测志愿者的通道，注册志愿者后，记者看到了这样一个页面，页面上显示着：“地动监测是手机通过低功耗传感器感应到地动波。”

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记者注册成为地动监测志愿者

在一般认知中，地动监测靠的是专业的地动监测仪。记者在这里看到“手机通过低功耗传感器感应地动波”，难道小小手机也可以替代专业设备进行地动预测了吗？

《中国电子报》记者采访了成都高新减灾研究所所长王暾，他体现，目今确实在实验用手机来监测地动，但只是对现有地动预警系统的增补。

监测地动，是现行地动预警系统的第一个环节。该环节由地动局等专业部分卖力治理，应用的地动监测仪也是专业设备，据王暾介绍，单个地动监测仪价格在1万元左右。

地动监测仪的作用，就是通过监测地动的位移、速度和加速度等物理量，将地面扰动情况泛起出来。目今，市面上地动仪种类多样，包括应变地动仪、惯性地动仪、力平衡加速度计、速度宽带地动仪、MEMS加速度计等多种类型。其中，MEMS加速度计能够比较直观地纪录地动波在地球内部流传时所引起的振动信号。ADI 亚太区微机电产品线总监赵延辉体现：“它可以准确地纪录所在位置的振动信号波形，此后通过多个地动台站组网，就可以准确剖析出震源、震级和震时等信息。”

现行的地动预警系统已经发挥了显著作用。以平原地动为例，中国地动预警网乐成预警此次地动，实现了德州市提前3秒预警、济南市提前17秒预警、北京市提前70秒预警。从地动监测仪接收到地动波信号到居民接受到地动预警，所需的时间最快可控制在4秒。

而之所以要挪用手机作为地动监测设备，照旧因为现行接纳专业地动监测仪布网的方法保存一定的局限性。

手机辅助有望缩小地动预警盲区

截至今年六月，我国已建成15391个地动预警站、3个国家级中心、31个省级中心和173个地市级信息宣布中心。全球规模最大的地动预警网主体工程已经完工，并在京津冀、川滇闽等地区开展试点效劳。

但即即是这样的地动预警网规模，也难逃该技术路径自己难以制止的地动盲区问题。

地动预警是在震后宣布预警信息，依靠的是通信信号比地动波流传速度快这一基来源理。地动爆发后爆发两种波，纵波流传速度快，但能量小、破坏力弱，横波流传速度慢，但能量大、破坏力强。地动台网通过接收先到的纵波数据，快速预计地动基本参数，并预测对周边地区的影响，从而抢在破坏力强的横波抵达之前，向可能受灾的区域宣布预警信息。

但因为监测仪安排在地表，所以严格意义上来说，靠近震源的位置是没有预警时间的：以震源为中心以20公里为半径的面积内难以在感受到地动之前收到预警信号。这个以震源为中心，半径为20公里的圆形地区，就是“地动盲区”。越靠近震源的地方，越难以争取预警时间，而这个规模恰恰是震感最强、受灾可能性最大的地方。

如果手性能够被用作地动监测设备，监测设备密度将大大增加。目今每两台地动监测设备之间间隔的距离约为18公里。而如果接纳手机作为监测设备，地动监测仪之间的距离将更短，预警盲区也将缩小。王暾体现，如果接入预警系统的手机足够多，将有希望将预警盲区半径从现在的20公里缩小到15公里。

这样一来，地动预警所需要的响应时间也有望进一步缩短。王暾体现，接纳手机作为地动监测设备，有望将预警响应时间从目今的4秒降至3秒甚至3秒以内。

用手机作为地动监测设备，就是通过挪用手机中的加速度计，获知地面震动情况。加速度计目今在走路计步和个体重力传感游戏中常用。

但用手机中的加速度计取代专业设备监测地动，真的可行吗？

面对记者的疑问，赵延辉给出了这样的回应：2.5~3.4级的地动，一般的峰值加速度是0.08-0.25m/sec?，也就是8mg~25mg，这关于大部别离机用加速度计来说另有一定的挑战。但关于5.0~5.4级的地动而言，一般的峰值加速度是1.4~2.5 m/sec?，也就是140mg ~250mg，大部别离机用加速度计均可监测到。也就是说关于破坏性较强的地动来说，手机用加速度计是有时机监测并报警的。

至少需要100万台手机接入

将手机作为地动监测仪的技术路线，还在探索历程中。在推广应用的门路上，目今还保存两浩劫题。

首先最突出的是手机设备接入数量的问题。在使用小米手机注册成为地动监测志愿者时，记者注意到目今编号为445809。这意味着该手机监测地动系统已经有44万台次设备接入。王暾体现，这个数量是自2021年到现在累计的结果。

而要想使手机地动监测功效真正投入应用，接入的手机数量需要抵达100万台。

目今，海内主要手机品牌都已经内置了地动预警功效，全国有近8亿台手机设备出厂预装了该功效。但考虑到担心用户可能认为该功效会带来打搅或隐私泄露等问题，该功效为默认关闭状态，需要用户手动开启该功效。这是预警接收端的情况。

关于预警监测端而言，这个历程对用户配合水平的要求就更高些。作为预警监测设备，手机内的加速度计需要被挪用，且系统需要获知用户地舆位置等数据，还需要确保地动爆发时位于震源四周的手机处于通信开启状态。因为地动预警就是要与地动波流传抢时间，全程无人加入，所以要让手机监测系统真正发挥作用，就需要相当概略量的手机处于随时待机状态。这就需要有更多的手机厂商推广该技术，也需要有更多的志愿者加入到该计划中来。

其次是软件算法优化问题。手机与专业地动监测设备收集到的数据类型有所差别。目今使用的地动监测设备，监测到震动信息后，首先要做端侧边沿盘算，判断是否爆发了地动。如果使用手机监测，这个事情就需要在手机端进行。而目今既有的算法是基于专业监测设备开发的，因此要挪用手机，首先需要对既有算法进行优化。以此提高预警的可靠性和精度。

王暾体现，目今专业地动预警响应时间已经迫近极限，接纳手机这样的移动终端作为辅助有时机将地动预警时间再次降低。

关于手机这样的移动设备是否会泛起数据误差或者误触等问题，赵延辉体现：手机设备俯拾皆是，数量巨大，一旦监测到在某一区域一起振动，基本是由地动引起，不太可能被其他事件误触发。他同时对未来地动预警技术趋势做出预测：未来地动预警将会是低密度专业地动监测设备与高密度辅助地动设备的融合，也就是用专业设备解决监测精度问题，用辅助设备解决误触发问题。

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