地震救援新进展:高效地收集与分发用户信息,提高救援效率

地震预警

目前在地震防震减灾技术方面,主要大力发展地震预警技术。

地震预警系统利用震中附近监测仪器捕捉到地震纵波后快速估算地震参数,比如发震时刻、地震强度、地震位置、震中烈度等,并预测地震对周边地区的影响,抢在横波到达震中周边地区之前,通过电子通讯系统,如广播、电视、网络、电话、手机、报警器等发布警报信息。


地震预警的主要缺陷是存在预警盲区,盲区内的用户无法接收到预警,目前盲区半径大约十多公里;且对于靠近震源的区域,即使能够向该区域内的群众发布预警信息,留给他们的反应时间也很短。然而地震破坏最大的就是靠近震源的区域。


另一个缺陷就是地震参数在初始时难以估计准确,对于小地震往往估计地震强度偏大,对于中等强度地震基本接近实际震级,而对于大地震往往估计的震级偏小。大地震在初始时估计的震级低,可能导致漏报,或者即使预警,人们也由于烈度低而不重视。而为震动并不强烈的区域提供报警,可能会造成不必要的灾害,如造成恐慌。

通过发展预警技术,可以提高对地震参数的估计速度、精度,从而让地震盲区变小,但地震盲目始终会存在,受地震影响最大的靠近震源的群众始终没有足够的时间去作出反应。

况且,地震预警之后,是难度更大、工作量更大的地震指挥救援工作。

地震救援

地震指挥救援工作,包括各级部门的指挥以及对被困人员的救援两部分。对这两种工作,非常重要的一点,就是信息。指挥部门需要知道地震各地区群众受灾信息,从而制定救援方案;救援人员需要知道被困人员的位置、健康状况等信息,才能实施救援。若能够快速准确地收集地震区域的群众信息,无疑会对指挥救援工作起较大帮助,指挥部门可以直接根据这些信息制定方案,而不需要等待信息的收集,或者只能根据地震区域的一些粗略的信息设计应急方案。

目前在信息收集上,主要包括12322防震减灾公益服务平台,可以接收地震灾区群众、地震灾情速报人员和地震应急救援志愿者的灾情报告;地震区域的工作人员使用各种传感器(如视频生命探测仪、音频生命探测仪、红外生命探测仪、蛇眼生命探测仪、雷达生命探测仪等)或其他手段收集信息,然后通过卫星通信车等通信设施作为信息中转站,将信息传给其他部门;手机厂商在手机上集成地震预警、求救等功能,等等。

然而以上信息收集技术,不够迅速、全面、准确。12322收集灾情信息,只能得到某一个地区的灾情等级(共四个等级),信息过于粗糙,且会受到通信设施的影响,若通信设施被地震损毁,则无法发出短信;通过传感器等方法收集信息,需要消耗大量人力物力,且很可能只能获得位置等信息,而无法获得身份、性别、年龄、健康状况等其他信息,此外,在基站、光缆等被损毁时,要将信息发给外界,还需要将卫星通信车等通信设施部署到位;手机求救易受通信设施影响,若基站被毁,则只能靠蓝牙等短程通信方法发出求救,易受建筑墙体等障碍物影响。

标题为“信息统计方法、服务器、客户端及存储介质”(申请号2021105078271)的专利申请提出通过收集与分发地震区域的用户信息来提高救援效率。该方法尤其适用于地震破坏最大的震源附近区域,与目前的地震预警技术形成良好的互补。

系统包括客户端与服务器,如下图所示。客户端可以在手机等用户终端上运行。可以在全国各地、或者一些地震带区域部署服务器(如地震带区域每个县或镇部署一个服务器)。


信息收集

用户在安装客户端后,可以设置个人信息,如姓名、性别、年龄、健康状况、经常滞留的位置(如居住地址、工作地址、学习地址等)、家庭成员等信息,客户端将设置信息保存到服务器中。可以将每个用户的设置信息在多个地区的服务器中备份,如同时保存在本地服务器、邻近服务器(如邻近县的服务器)、远程服务器(远离该用户设置的位置的服务器)。因此,地震发生后,即使地震区域成为信息孤岛,救援部门也能获取这些设置信息,计算每个城市、每个区域、每幢楼、甚至每个房间的用户数据。此外,用户还可以设置在每个位置停留的时间段,从而在地震发生后,估计该用户最可能处于的位置。

在地震发生时,有些区域通信设施尚未被损毁,仍能承担通信的职责。在此期间,地震预警系统会向客户端发出预警信息;客户端在接收到预警信息后,可以上报用户的实时位置等信息,从而得到比设置信息更准确的位置。此外,客户端还可以采集语音信息,用户可以说出所处的室内具体位置(如处于卫生间、卧室、客厅、走廊、楼梯等)、逃生或躲藏计划、健康状况、食物水源情况等,使得系统能够更精确地了解用户状况,方便震后求救。进一步地,还可以对收集到的信息进行自动或者人工(如志愿者、被困人员的亲属等)进行分析,估计紧急程度,使救援人员能够据此确定救援的先后顺序。

地震发生后,对于被困地震区域的人群,他们可能有些亲戚朋友处于地震区域外、或者受地震烈度较低的区域,这些区域在地震后可能通信设施良好或者较快恢复通信。这些亲戚朋友有可能知晓一些被困人员的信息,如地震发生时/后可能的位置、健康状况等,也可以通过客户端上报。

信息分发

地震发生前,系统可以将接收到的用户设置信息保存在多个服务器等设备中,如同时保存在本地服务器、邻近服务器(如邻近县的服务器)、远程服务器(远离该用户设置的位置的服务器)。因此,地震发生后,地震区域的救援人员只需到当地的服务器中获取用户设置信息,就能较为精确地获知当地的人员数据;若地震等级高,本地服务器也被损坏,还可以邻近的地震烈度较低的区域人工获取;而地震区域外的救援指挥人员,则可以从远程服务器获取。

地震发生时,客户端可以将位置等信息上报到就近的服务器,就近的服务器可以再将收集到的用户信息打包发送给离震源较远的服务器,使得外界能够及时地获得震区的情报。如下图所示(图中每个格子大致表示一个数公里至数十公里的区域)


地震发生时,服务器可以将收集到的用户信息(如地震前收集到的用户设置信息、地震时收集到的实时位置信息)再发回给当地的客户端。例如,部署在县城的服务器,可以将收集到的信息,再按地位置分发到对应的乡镇、村庄,使得当地群众可以根据信息快速地展开救援。可以发给普通群众,也可以发给公务人员,服务器可以选择发送给电量足、通信质量好、处于空旷区域的设备。客户端在接收到信息后,可以提示用户接收到信息,用户可以查看,或者上交给当地的救援人员。如下图所示(图中每个格子大致表示一个数百米至数公里的区域,如一个村庄、街道、小区)。


系统在接收到预警信息后,可以确定距震源区域最近的可通信的服务器或客户端,并将震源区域的用户信息发送到该服务器或客户端。震后,救援人员可以再将这些信息运送到震源区域,使得震源区域的救援人员也能根据这些信息更高效地施救。

综上,通过对用户信息的收集与分发,使得地震区域内、地震区域外的救援指挥人员都能够快速地获得用户数据,从而能够针对性地制定救援措施,提高救援效率。

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