20초 경고, 127명의 어린이를 구했습니다! AI가 쓰촨성 루딩에서 규모 6.8의 지진을 예측할 수 있을까?

최근 뉴스에 따르면 쓰촨성 루딩에서 규모 6.8의 지진이 발생해 간즈현에서 29명이 숨지고 야안시에서 17명, 실종 16명, 50명이 부상을 입었다는 소식이 나왔습니다.

이 소식을 보니 ​​정말 마음이 아픕니다...

올여름 폭염 속에서도 쓰촨성은 서동송전의 중심 성으로서 국민들의 모든 불만을 묵묵히 견뎌냈습니다. 국가.

이 영웅적인 도시는 자신의 무게를 짊어지기로 결정했습니다. 다른 형제 지방에 계속 전력을 공급하기 위해 가로등을 끄고 에어컨을 끄고 어둠 속으로 뛰어들었습니다.

이후 쓰촨성은 다시 전염병에 직면했고 청두와 같은 도시는 조용했습니다.

어제 루딩에서 또 지진이 발생해 아직까지 사상자 수는 집계되고 있습니다. ㅋㅋㅋ

출처 : 리치뉴스

호텔 주인 쉬씨는 "이런 심한 지진은 처음 본다", "지금 손이 떨린다"며 아직도 두려움이 남아있다고 말했다. ." 이번 지진 당시 감동적인 장면이 많았습니다. 레드스타뉴스에 따르면 쓰촨성 인민병원은 지진 소식을 접한 후 즉시 응급 구조팀을 조직해 구조에 나섰고, 국가(쓰촨) 중의약 응급의료구조팀도 구조를 위해 루딩으로 달려갔다. 도립정형외과병원은 즉각 응급팀을 구성해 진원지로 가서 구조작업을 진행했다.

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누가 갈 수 있나요? 저 할 수 있어요! 정말 눈물이 납니다

국무원 지진구호사령부와 소방방재청은 국가지진긴급상황 3급 대응에 착수해 전진구조를 파견, 전개했습니다.

쓰촨성은 공공 통신 취재 업무를 수행하기 위해 진원지로 날아갈 '대규모 고고도 풀 네트워크 비상 통신 드론'을 긴급 파견했습니다.

출처: Xiaoyang Video

청두 소방 지상군과 공중 구조대도 긴급 집결해 진원지로 돌진해 합동 조사와 수색 구조 임무를 수행하고 있습니다. 수색 및 구조 헬리콥터는 끊임없이 하늘을 돌며 가능한 모든 기회를 놓치지 않습니다! ㅋㅋㅋ 20초 카운트다운과 함께 그는 곧바로 교실로 달려가 자고 있는 아이들을 깨운 뒤 한 명씩 안전한 곳으로 대피시켰다. 전체 과정은 1분 57초가 걸렸으며, 어린이 127명이 안전한 곳으로 대피하는 데 성공했습니다.

출처: Jiupai News

이 중요한 20초 동안의 지진 경보에서 127명의 어린이가 구조되었습니다.

지진 조기 경보는 큰 기여를 했습니다

보도 시간 현재 지진으로 인해 65명이 사망했습니다. 안타까움과 함께 많은 분들이 '지금은 기술이 이렇게 발전했는데도 지진조기경보로 인명피해를 막는 게 왜 아직도 불가능한 걸까?'라는 의문을 제기하는 분들이 많습니다. 실제로 이번 지진에는 지진조기경보가 큰 역할을 했다. 9월 5일 12시 52분, 쓰촨성 가택(蘇澤)현 루딩현에서 규모 6.8의 지진이 발생했을 때, 많은 청두 시민들은 즉시 휴대전화로 '56, 55, 54...'라는 카운트다운 방송을 들었다. 안전한 지역으로 대피했습니다.

'빅 스피커'라고 불리는 이 지진조기경보 카운트다운은 우리나라가 독자적으로 개발한 '지진조기경보' 시스템에서 나온 것입니다. 쓰촨성 루딩(Luding) 지진 이후 청두(Chengdu), 간쯔(Ganzi), 루저우(Luzhou), 야안(Ya'an) 및 쓰촨성 기타 지역에 지진 경보가 발령되었으며, 여기에는 많은 사람들의 TV, 휴대폰 및 기타 단말기가 포함됩니다. 즉, 지진조기경보는 지진 발생 후 전자파(약 30만km/초)가 지진파(약 4km/초)보다 빠른 특성을 이용하여 지진파가 해당 지역에 도달할 것이라는 경고를 보내는 것입니다. 아직 지진파가 도달하지 않은 곳.

출처: 쓰촨성 인민정부 공식 홈페이지

지진 조기 경보는 얼마나 중요합니까? 연구에 따르면 경고 시간이 10초이면 사상자가 39% 감소하고, 경고 시간이 20초이면 사상자가 63% 감소합니다. 그 해 원촨 대지진으로 7만 명 가까이 목숨을 잃었는데, 그로 인해 우리는 너무 큰 고통을 겪었습니다... 당시에 이런 조기 경보 시스템이 있었다면 사망자 수를 최소한 30%는 줄일 수 있었을 것입니다.

원촨 지진 이후 우리나라에서는 지진이 발생하기 쉬운 지역의 재난 조기 경보에 대한 투자를 늘렸습니다. 지진 다발 지역인 쓰촨성은 2012년 청두에서 조기 경보 시스템의 시범 설치를 시작했습니다. 2020년 말까지 조기 경보 시스템은 쓰촨성 전체를 포괄할 수 있습니다. 이번에 큰 역할을 한 '지진조기경보' 시스템은 청두첨단기술재난연구소와 중국 지진청이 공동으로 구축한 본토 지진조기경보 네트워크다. 지진파는 전파 속도가 빠르고 파괴력이 약한 종파와 횡파로 나뉘며, 전파 속도가 느리고 파괴력이 높은 횡파가 있습니다. 지진조기경보의 기본원리는 지진과 지진의 시간차를 이용하여 경보를 발령하는 것입니다.

지진 종파를 수신한 후, 지진원에 더 가까운 지진 관측 장비는 지진 매개 변수와 그 영향을 실시간으로 지속적으로 예측할 수 있으며, 가능한 경우 몇 초에서 수십 초 전에 경고 메시지를 보낼 수 있습니다. 지진 전단파가 아직 도달하지 않은 재해 지역. 과학기술일보의 왕둔(Wang Dun) 연구소장과의 인터뷰에 따르면, 지진 센서를 활용해 지진조기경보 네트워크를 구축한 후 지진이 발생하면 지진조기경보시스템은 전자파 전송 속도의 특성을 활용하게 된다. 지진파보다 훨씬 빠른 속도로 지진파를 판독하고 분석하여 배포합니다. 각지의 지진 관측소에서 기록된 데이터를 실시간으로 전송하여 지진의 위치와 대략적인 규모를 신속하게 파악하고 전자동으로 조기 경보를 발령합니다. 아직 영향을 받지 않은 사용자를 몇 초에서 수십 초 정도 미리 알려줍니다.

출처: 중국과학기술네트워크

지진파가 지역마다 도달하는 시간이 다르기 때문에 지진경보 메시지를 수신하는 단말장치의 위치도 일정하지 않기 때문에 경고의 카운트다운 시간도 달라집니다. Wang Dun은 루딩현에서 규모 6.8의 지진이 발생한 후, 조기경보망은 루딩에서 규모 6.8의 지진이 발생했을 때 5초에 캉딩시에 7초 앞서, 캉딩시에 20초 앞서 조기경보를 발령했다고 말했습니다. 야안시, 청두시 20초 전 50초 사전 경고입니다.

원촨 여진 이후 발전한 중국의 지진조기경보 성과는 이미 세계 최고 수준이다. 현재 쓰촨성에서는 2세대 본토 지진조기경보망이 널리 사용되고 있다. 2세대 지진조기경보 기술은 분산처리 기반으로 프론트엔드 조기경보국, 미드엔드 전송 대응 채널, 단말 처리 시스템 등을 종합적으로 업그레이드해 클라우드 컴퓨팅 운영센터를 통해 알고리즘을 더욱 최적화하고 5G 활용이 가능하다. 시스템 응답 속도를 향상시키는 통신 기술. 하지만 지금 우리가 할 수 있는 일은 지진이 발생한 후 신속하게 조기 경보를 발령하는 것뿐입니다.

아직 발생하지 않은 지진을 예측하는 것은 여전히 ​​전 세계적으로 해결 불가능한 문제입니다. 지진예보는 지진이 발생하기 전의 모니터링 데이터를 바탕으로 미래에 발생할 수 있는 지진의 시간, 위치, 규모 등을 예측하는 것을 말한다. Wang Xun 이사의 소개에 따르면:

우리가 하는 일은 지진 조기 경보이지, 임박한 지진 예측은 여전히 ​​세계의 문제입니다. 지진조기경보는 인명피해를 줄일 수 있을 뿐, 예방할 수는 없습니다.

조기경보만 할 수 있고 예측할 수 없기 때문에 인명피해는 피할 수 없습니다.

지진 예측은 여전히 ​​전 세계의 문제입니다

다음 대규모 지진을 예측하는 것이 왜 이렇게 어려운가요? 간단한 질문부터 시작해 보겠습니다. 다음 큰 지진은 어디에서 일어날까요?

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연구에 따르면 단층이 클수록 일반적으로 더 큰 지진이 발생하는 것으로 나타났습니다. 이론적으로 모든 단층이 지도에 표시된다면 특정 지역에서 경험할 수 있는 가장 강한 지진에 제한을 둘 수 있어야 합니다. 그러나 결함 크기와 그에 상응하는 방출 에너지를 추정하는 것이 항상 간단한 것은 아닙니다. 단층은 종종 복잡한 형상을 나타내므로 단층 지역의 모델링을 복잡하게 만듭니다.

또한 단층은 동시에 파열될 수 있습니다. 2016년 뉴질랜드 카이코우라 지진 당시 13개의 단층이 동시에 파열되었습니다. 더욱이, 지진의 규모가 반드시 그 파괴력과 긍정적인 상관관계를 갖는 것은 아닙니다. 발생 위치에 따라 중간 규모 지진은 "대형" 지진보다 더 큰 피해를 입힐 수 있습니다. 예를 들어, 1994년 캘리포니아주 노스리지 규모 6.7 지진은 막대한 재산피해와 인명피해를 냈지만, 2018년 178배 더 강한 피지 규모 8.2 지진은 아무런 피해도 입히지 않았다.

이제 좀 더 복잡한 질문을 살펴보겠습니다. 다음 큰 지진은 언제 일어날까요? 시간 예측은 지진 예측에서 가장 어려운 과제입니다. 시간에 대한 예측에 결함이 있는 이유를 설명하는 두 가지 이론이 있습니다.

첫 번째 이론은 탄성 반동 이론이라고 하며, 이는 지각이 강한 압력을 받으면 구부러지고 변형되어 결국 그 변형으로 부서진다는 것입니다. 균열(즉, 지진)을 따라 미끄러지면 양쪽의 암석이 덜 변형된 상태로 반동하고 저장된 에너지를 방출하여 축적된 변형 과정이 다시 시작됩니다.

두 번째 이론은 특징 지진이라고 하며, 가장 많이 연구된 지진에 의해 생성된 단층이 뚜렷한 세그먼트로 나타나는 것을 설명합니다. 지진 사이의 간격에서 이 판은 반복적으로 파열되어 동일한 양의 변형을 축적하여 비슷한 규모의 지진을 생성합니다.

이 두 가지 이론이 항상 존재했다고 가정하면

1) 최대 응력을 받지 않은 변형률의 위치,

2) 마지막 지진 이후의 시간 및 단층대 분석을 사용할 수 있습니다. 다음 지진이 언제 발생할지 예측하는 정확한 지식입니다.

현실적으로는 여러 가지 복잡한 요인으로 인해 지진이 언제 발생할지 예측하기 어렵다고 볼 수 있습니다.

그렇다면 인공지능 기술을 활용하면 어떻게 될까요?

이론적으로 지진 예측 데이터에는 인간이 볼 수 없는 패턴과 신호가 많이 포함되어 있지만 인공지능이 명확하게 감지할 수 있습니다.

AI를 사용하여 지진을 예측하는 것이 가능합니까?

2018년 Google과 하버드 대학의 연구자들은 Nature에 발표된 논문에서 딥 러닝을 사용하여 여진 위치를 예측하는 방법을 시연했습니다. 이 모델은 131,000개 이상의 "본진-여진" 사건 데이터베이스에서 패턴을 찾은 다음 30,000쌍의 유사한 사건 데이터베이스에서 예측을 테스트했습니다. 그 결과, 딥러닝 네트워크가 당시 '쿨롱 파열 응력 변화'로 알려진 모델보다 더 신뢰할 수 있는 것으로 나타났습니다.

논문 주소: https://www.nature.com/articles/s41586-018-0438-y

그러나 기사가 게재된 지 1년 후, 데이터 과학자 Rajiv When Shah 결과를 분석한 결과 신경망의 정확도가 터무니없이 높다는 사실을 발견했습니다. 후속 반복에서 매우 심각한 문제가 나타났습니다. 모델을 훈련하고 테스트하는 데 사용된 데이터가 중복되었습니다(데이터 유출). 간단히 대답하자면, 모델은 훈련 중에 테스트에 대한 답을 이미 알고 있다는 것입니다. 이는 테스트 결과가 실질적인 의미가 거의 없음을 의미합니다. 하지만 네이처는 결국 연구자의 질문과 제안을 무시했다... 그럼에도 불구하고 과학자들은 이 분야에 대한 탐구를 포기하지 않았고, 다양한 관련 연구가 속속 등장하고 있다.

2021년 미국 지진학회(SSA) 연례 회의에서 스탠포드 대학교 연구팀은 지진 신호를 실시간으로 분석하는 새로운 방법인 DeepShake를 제안했고 이후 이를 Seismological Research Letters에 발표했습니다. 모델의 훈련 데이터는 2019년 캘리포니아 지진 기록에서 가져온 것입니다. 테스트 결과에 따르면 DeepShake는 고강도 지진이 발생하기 7~13초 전에 경보를 발령할 수 있는 것으로 나타났습니다.

기존 지진 조기 경보와 비교하여 DeepShake는 지면 움직임의 특성을 기반으로 조기 경보를 직접 발령할 수 있어 기존 시스템에서 사용하는 일부 중간 단계가 필요하지 않습니다. 연구원들은 DeepShake가 지진 경보 시스템의 속도와 정확성을 향상시키는 기계 학습 모델의 잠재력을 입증했다고 말합니다.

논문 링크: https://doi.org/10.1785/02202101412022년 중국 과학 아카데미와 스탠포드 대학교 지질학 및 지구물리학 연구소의 연구원들이 Science Advances The에 게재 논문은 도시 지역에 위치한 지진 모니터링 네트워크의 감지 기능을 크게 향상시키는 새로운 방법을 제안합니다.

UrbanDenoiser 알고리즘 배경 지진 소음을 필터링하여 전반적인 신호 품질을 개선하고 이전에 녹음하기에는 너무 약했던 신호를 복원합니다. 도시 지역의 Phalanx 데이터 및 지진 시퀀스에 적용하면 UrbanDenoiser가 신호 품질을 향상시키고 ~0dB만큼 낮은 신호 대 잡음비에서 신호를 복구할 수 있음을 보여줍니다.

논문 링크: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abl3564

기대할 수 있는 것은 컴퓨팅 성능의 지속적인 향상과 지속적인 개선으로 데이터의 증가, AI는 지진 예측 분야에서도 더욱 발전할 것입니다. 마지막으로, 재난으로 피해를 입은 더 많은 사람들이 구조될 수 있도록 묵념합시다. 신의 축복이 쓰촨성과 중국에 있기를 바랍니다.

위 내용은 20초 경고, 127명의 어린이를 구했습니다! AI가 쓰촨성 루딩에서 규모 6.8의 지진을 예측할 수 있을까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!