新技術(shù)助力地震災(zāi)害動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估

我國是世界上地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一，地震多、強(qiáng)度大、分布廣、災(zāi)害重是我國的一個(gè)基本國情。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)和功能向大型化、復(fù)雜化、綜合化方向發(fā)展，地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)迅速攀升，對我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展和國家治理體系現(xiàn)代化進(jìn)程帶來了嚴(yán)重威脅和挑戰(zhàn)。

2016年7月28日，習(xí)近平總書記考察唐山并發(fā)表重要講話時(shí)指出，要堅(jiān)持以防為主、防抗救相結(jié)合，堅(jiān)持常態(tài)減災(zāi)和非常態(tài)救災(zāi)相統(tǒng)一，努力實(shí)現(xiàn)從注重災(zāi)后救助向注重災(zāi)前預(yù)防轉(zhuǎn)變，從應(yīng)對單一災(zāi)種向綜合減災(zāi)轉(zhuǎn)變，從減少災(zāi)害損失向減輕災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)變，全面提升全社會(huì)抵御自然災(zāi)害的綜合防范能力。以減少災(zāi)害損失和災(zāi)后救援為主要目標(biāo)的傳統(tǒng)防震減災(zāi)手段已不能適應(yīng)新時(shí)期城鄉(xiāng)發(fā)展對地震安全的需求，注重災(zāi)前預(yù)防和減輕地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)變得越發(fā)重要。2018年10月10日，習(xí)近平總書記主持召開中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第三次會(huì)議，就大力提高我國自然災(zāi)害防治能力發(fā)表重要講話，要求實(shí)施災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查和重點(diǎn)隱患排查工程，掌握風(fēng)險(xiǎn)隱患底數(shù)。這一工程的實(shí)施更加凸顯了注重災(zāi)前預(yù)防和減輕地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的重要性，是堅(jiān)持底線思維，強(qiáng)化災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，切實(shí)提高防范化解重大地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)能力的具體體現(xiàn)。

科學(xué)準(zhǔn)確的地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估是注重災(zāi)前預(yù)防和減輕地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的重要環(huán)節(jié)，是有針對性地制定防御和減輕地震災(zāi)害對策，有效提高防震減災(zāi)工作科學(xué)性、減災(zāi)投入合理性和震后救援精準(zhǔn)性的基礎(chǔ)，已成為減輕城鄉(xiāng)地震災(zāi)害所迫切需求的重要技術(shù)手段。我國自20世紀(jì)80年代，圍繞城鄉(xiāng)建設(shè)開展了工程結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)資料調(diào)查和震害預(yù)測等工作，以及地震災(zāi)害損失評估技術(shù)和方法的研究。2008年汶川地震后，特別是近年來，地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)研究取得了長足的進(jìn)步，如中國地震局工程力學(xué)研究所開發(fā)的HAZ-China，中國再保險(xiǎn)集團(tuán)與中國地震局地球物理研究所、中國地震局工程力學(xué)研究所深度合作開發(fā)的中國地震保險(xiǎn)模型“再型”等，傳統(tǒng)的地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)方法不斷完善。隨著城鄉(xiāng)建設(shè)的快速發(fā)展，每年都有大量新的建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施建成投入使用，地震承災(zāi)體及空間分布隨時(shí)間變化很快，同時(shí)大量的承災(zāi)體隨服役年齡增長，其抗震性能隨時(shí)間不斷退化。更為嚴(yán)重的是大地震發(fā)生后，建筑物的抗震性能變化很大，地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)隨時(shí)間呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化特征。地震災(zāi)害動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估的需求非常迫切，必須建立相應(yīng)的技術(shù)體系。在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的支持下，地震災(zāi)害動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估新技術(shù)更是取得了重要進(jìn)展。

中國地震局工程力學(xué)研究所在承擔(dān)的“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“區(qū)域與城市地震風(fēng)險(xiǎn)評估與監(jiān)測技術(shù)研究”中，建立了基于概率的地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估體系，不但可以給出災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的期望值，還可以給出以概率表達(dá)的多種表征形式。另外，結(jié)合當(dāng)今感知、通信、信息處理、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能等新技術(shù)，將監(jiān)測數(shù)據(jù)與地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估有機(jī)結(jié)合，通過地震和結(jié)構(gòu)監(jiān)測數(shù)據(jù)修正現(xiàn)有模型，建立了快速動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析評估模型，研發(fā)了區(qū)域與城市地震監(jiān)測與風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評估系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了公里網(wǎng)格（公里級）、建筑單體和區(qū)域級別的地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)態(tài)評估，提升了震后地震災(zāi)害評估的時(shí)效性和精度。這些成果已在位于高烈度區(qū)的三河市開展了應(yīng)用示范，具有廣闊的應(yīng)用前景。特別是在震前，可根據(jù)以概率表達(dá)的多種地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果，針對震害防御工作的不同需求制定相應(yīng)的減災(zāi)措施，編制防震減災(zāi)規(guī)劃和地震應(yīng)急預(yù)案等防災(zāi)減災(zāi)對策，最大限度防范化解地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。而大地震發(fā)生后，利用動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)及評估系統(tǒng)快速判定不同公里網(wǎng)格內(nèi)災(zāi)害損失情況，可清晰地展示不同區(qū)域的災(zāi)情信息，給出了紅黃牌災(zāi)情預(yù)警的依據(jù)，為震后應(yīng)急救援的科學(xué)決策提供依據(jù)，有助于增強(qiáng)震后應(yīng)對處置能力。

筆者認(rèn)為技術(shù)進(jìn)步應(yīng)該落實(shí)在業(yè)務(wù)工作的提升和防震減災(zāi)效果的提升上。為盡快將地震災(zāi)害動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)轉(zhuǎn)化為業(yè)務(wù)工作能力，建議加強(qiáng)以下幾個(gè)方面的工作：

一、建立地震災(zāi)害動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)化是進(jìn)行防震減災(zāi)業(yè)務(wù)化與更大范圍技術(shù)推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)。需通過梳理總結(jié)地震災(zāi)害動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)相關(guān)硬件設(shè)備、組網(wǎng)布置、數(shù)據(jù)接口、評估方法、結(jié)果產(chǎn)出形式、軟件架構(gòu)、操作流程等各部分的關(guān)鍵技術(shù)要求與有效經(jīng)驗(yàn)，對上述各環(huán)節(jié)、要素及相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，建立系列相關(guān)用戶指南與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，形成地震災(zāi)害動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估工作的業(yè)務(wù)化流程，以便更好地開展推廣應(yīng)用。

二、建設(shè)地震災(zāi)害動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估監(jiān)測系統(tǒng)

動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估中“動(dòng)態(tài)”效能的實(shí)現(xiàn)需要發(fā)展與之相適應(yīng)的地震監(jiān)測體系。結(jié)合動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估標(biāo)準(zhǔn)化與業(yè)務(wù)化的需要，選取監(jiān)測基礎(chǔ)較好的區(qū)域進(jìn)行試點(diǎn)建設(shè)，對既有地震監(jiān)測及結(jié)構(gòu)響應(yīng)監(jiān)測體系上進(jìn)行有針對性的加密布置與優(yōu)化升級改造。結(jié)合各地既有監(jiān)測基礎(chǔ)、管理方式、組織架構(gòu)，不斷擴(kuò)大動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)范圍，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)的大范圍覆蓋。

三、完善地震災(zāi)害動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)體系

結(jié)合中國地震科學(xué)實(shí)驗(yàn)場建設(shè)，在川滇區(qū)域布置動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估系統(tǒng)，對動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估的日常及震時(shí)性能進(jìn)行測試、驗(yàn)證與優(yōu)化。基于地震科學(xué)試驗(yàn)場地震監(jiān)測、結(jié)構(gòu)臺(tái)陣以及數(shù)值仿真等條件，在區(qū)域?qū)哟螌?dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估系統(tǒng)內(nèi)的模型更新算法的有效性、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估效果、計(jì)算效率等內(nèi)容進(jìn)行逐項(xiàng)考察。以中國地震科學(xué)實(shí)驗(yàn)場動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估為參照，進(jìn)一步發(fā)展適用于我國東部地區(qū)的動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估理論、算法與模型。另外，地震災(zāi)害動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)研究剛剛起步，雖然取得很大成效，但是還有些關(guān)鍵技術(shù)和科學(xué)問題需要持續(xù)研究與深入發(fā)展。比如，結(jié)構(gòu)臺(tái)陣稀疏測點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)振動(dòng)特征與結(jié)構(gòu)損傷及破壞等級之間的映射關(guān)系，基于有限結(jié)構(gòu)臺(tái)陣監(jiān)測數(shù)據(jù)的區(qū)域地震災(zāi)害動(dòng)態(tài)快速風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)，融合有限臺(tái)陣模型更新理論與情景智能匹配算法的城鄉(xiāng)地震災(zāi)害高效精細(xì)化仿真模擬等問題，仍然需要借助感知、通信、信息處理、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能等新技術(shù)開展深入研究，助力實(shí)現(xiàn)地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測與快速精準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)評估的目標(biāo)。

四、研發(fā)地震災(zāi)害動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估專用設(shè)備儀器

動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估監(jiān)測系統(tǒng)的性能提升離不開新型高性能專用儀器的持續(xù)研發(fā)。發(fā)展低成本、高精度、服役期長、性能穩(wěn)定的傳感、組網(wǎng)等系統(tǒng)的專用設(shè)備儀器，有利于降低監(jiān)測系統(tǒng)的建造維護(hù)成本、提升監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量，對動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估的長期、高效、大范圍業(yè)務(wù)化應(yīng)用至關(guān)重要。

五、加強(qiáng)地震災(zāi)害動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)應(yīng)用示范

在全國地震風(fēng)險(xiǎn)評估與隱患排查以及地震災(zāi)害應(yīng)對工作中，強(qiáng)化地震災(zāi)害動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)的應(yīng)用示范，為各級政府和各個(gè)部門的地震風(fēng)險(xiǎn)防范和地震災(zāi)害應(yīng)對工作提供強(qiáng)有力的支撐。