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2023年12月18日晚,位于甘肃省临夏州积石山的地区发生6.2级地震,灾难性的结果让我们对自然灾害的敬畏之心再次深化。截止目前,已经造成118人遇难,这样的数字让人心痛。我们的心与受灾者及其家人同在,向所有为救援工作付出努力的人们致以最高的敬意。
2008年汶川大地震发生至今已15年,那场灾难至今仍记忆犹新,深刻地烙印在所有中国人的心中。这次地震又一次让我们警醒。科技创新是为人民服务的,如何利用科技的进步在面对地震灾害时将其更多地应用到灾难的预防与救援当中,有效地发挥最新科技优势,促进地震监测及应急救援的智能化,以减轻地震灾害损失,是我们需要思考和探讨的问题。
15年来,科技在防震减灾领域取得了长足进步,特别是物联网技术的发展为提高地震预警和抗震救灾能力提供了重要支撑。作为一项能连接不同设备、系统和服务的网络技术,物联网可以在地震风险管理中起到关键作用,如高度传感的预警系统、智能化抗震建筑物、精细化的救援管理,以及无人机和机器人的广泛应用。
今天,我们针对这些方面,一起探讨下物联网在地震预警和抗震救灾中的作用。
PART/1
高度传感的预警系统
12月18日23时59分,甘肃临夏州积石山县发生6.2级地震,成都高新减灾研究所(减灾所)与中国地震局联合建设的中国地震预警网成功预警此次地震,给临夏回族自治州提前12秒预警、黄南藏族自治州提前22秒预警,给甘南藏族自治州提前25秒预警,给兰州市提前29秒。该地震是中国地震预警网自2011年连续成功预警的第80次破坏性地震。
在地震预警领域,物联网的广泛应用已经大大提高了我们的预警能力。现代地震预警系统包含无数被部署在全球的传感器,这些传感器在环球各地不停地采集和传输地震数据。这些传感器能够检测到地壳微小的变动,这些拉压、斜滑可能是地震发生的前兆。
实际上,这个系统采集的是地震波,地震波是地震发生时动力学过程的结果,分为初激波(P波)和次激波(S波)。P波的速度更快,相比较于更具破坏性的S波,P波比较温和。通过这个预警系统检测到P波的出现,并基于P波和S波的差异计算出地震的时间,我们可以在S波到来前获得宝贵的几秒钟的预警时间,尽管这可能并无法避免所有的损害,但这足够让人们寻找一个相对安全的避难所。
物联网技术使我们能够实时分析这些数据,并通过无线通讯技术立即将预警信息传递到所有连接的设备,包括手机、电视、公共广播系统等。这样,人们不仅可以提前得到警报,而且可以连续收到有关地震震级、震中位置和可能的影响范围的及时信息。
PART/2
智能化抗震建筑物
12月19日现场救援场景 图源:澎湃影像
此次地震是独立地震,即新发地震,也是一次主震余震型的地震。此次地震发生在拉脊山断裂带,在我国的南北地震带上,是一个逆冲断层造成的地震。在这样的地区,且这里人口比较稠密,地震又发生在夜间,当地建筑的抗震性能没有像东部地区那么强,有些房屋可能抗震性能比较弱,这几项都是造成这次地震有较大伤亡的重要原因。
建筑领域中现阶段已经可以实现通过在建筑物内部安装传感器,例如加速度计、应变计和倾斜计,实时监测建筑结构的完整性。
在地震中,这些传感器会检测到建筑的震动情况,实时向物联网系统中的数据中心发送数据。这不仅可以帮助我们评估哪些建筑在地震后出现了程度不同的结构问题,还可以用于评估哪些建筑可能在未来的余震中出现问题。这对于房屋居民、救援人员和城市规划部门来说都是极其珍贵的信息。
此外,物联网还可以在地震预警的几秒钟内启动建筑内的各种保护制度,如自动断电、断气,以及启动紧急疏散程序,无疑提高了在灾难中的生存率。
PART/3
精细化的救援管理
12月19日,在甘肃省临夏回族自治州积石山保安族东乡族撒拉族自治县大河家镇陈家村,救援力量在现场整理物资开展救援。 新华社记者 马希平 摄
积石山县海拔高,天气冷,地质复杂,地震等自然灾害多发。据统计,这次地震震中5公里范围内平均海拔约2793米。截止19日3时许,在大河家镇陈家村可以看到,地震造成电力中断,整个小镇漆黑一片。在部分路段,电线因强震而垂落在地上,部分房屋倒塌,碎玻璃、砖头、石块散落到街道上。村民们被疏散到相对开阔的地方,数十辆应急救援车辆和救护车正在救援。
一旦地震发生,及时且有效的救援是减轻灾害影响的关键。物联网技术辅助救援行动变得更为一体化和精确,救援工作以前往往被耗尽的资源和混乱的通信阻碍。
现在通过物联网,救援队伍能够利用实时数据和通信,精确掌握灾区情况,如受损程度、道路可通行性、难民位置等,这使得救援队伍能更有效地控制分配救援资源。此外,救援物资也可通过GPS和无线通信进行实时追踪和管理,保证物资能送到最需要的地方。
同时,物联网技术也用来收集并同步所有救援队员的位置信息,通过优化路径和任务分配,提高整个救援队伍的效率。另外,救援通信也可以通过物联网技术进行,如通过在线通信平台进行实时的音频和视频沟通,明确任务指标,避免混乱和误会。
PART/4
无人机和机器人的应用
图源:环球时报
据获悉,目前,根据受灾地区实际情况,翼龙-2H应急救灾型无人机已出动,正全力飞赴灾区执行应急救灾任务。此前,该型无人机已做好航线规划、空域申请、飞行前检查、气象条件评估、推流测试,以及三网通公网通信测试等准备工作,在飞赴灾区后,该型无人机将开展应急通信保障和灾情侦察等任务,为应急救援力量提供有力支撑。
在灾难现场,一些地方可能因为坍塌的建筑物、火灾或其他危险情况而变得非常难以达到。此时,无人机和机器人就可以发挥巨大的作用,这些设备可以在人类无法或极难到达的地方进行搜索和救援。
无人机有着极佳的机动性,可以在灾区上空飞行,实时采集受损区域的高清影像,帮助救援人员了解大致的灾区情况,并找出可能的生存者位置。机器人则可以根据实际需要来设计和配置,它们可以进入狭窄、坍塌的空间进行搜索,亦或是携带救援物资到达难以进入的灾区。在一些极端环境中,甚至可以使用防火、防爆的无人机或机器人。
同时,这些设备将提供的实时数据发送回指挥中心,为决策者提供宝贵的实时信息,以便更好地指导救援行动。
PART/5
写在最后
从通过传感器和联网设备实现的高度传感的预警系统,到结构与感应设备相结合的智能抗震建筑物,再到精细化救援管理和无人机、机器人的广泛应用,物联网都有巨大的潜力可以在未来进一步挖掘。这些技术极大地提升了我们对地震灾害预警和应急反应的能力,从而减少生命与财产的损失。
然而,我们应该明白,技术并不是万能的。尽管物联网等先进技术给我们提供了强大的工具来预防和管理灾害,但最终它们应该被视为支持我们面对和缓解灾难影响的手段,而非替代人类的智慧和勇气。我们深知,每一步技术的进步,背后都是为了减少灾难给人类带来的痛苦,为了让我们的世界变得更安全,更美好。
灾害虽然无情,但人有情,科技亦因人而情。
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