地震信息网络

地震信息网络（共11篇）

地震信息网络 篇1

0 引言

安徽省地震局专线网经过多年的发展,已经建成了覆盖全省的高速以太网,并利用网络开展了一系列信息化应用,地震网路为办公带来便利的同时,也带来了新的威胁,当前的网络安全方案十分复杂,面临地址翻译的穿越、远程访问者终端设备的维护、提高安全性等一系列的问题,这大大制约了地震信息系统的进一步发展,所以,地震局需要一种简单实用的信息安全策略,可以实现下属单位通过互联网远程对省地震局内部网络资源的安全访问,同时不会带来新的安全风险。

1 地震局网络现状分析

安徽省地震局现有的网络结构如图1所示,系统中的IPS系统必须各具备独立2路控制功能(或实现4路虚拟IPS技术),从而实现对隔离区(DMZ)服务器、内网服务器及外网出口的防护,系统采用星型、两层网路系统结构很好地分配了网络流量,避免了不合理的系统结构带来的宽带瓶颈。

系统采用PC Server作为服务器,Windows NT操作系统,SQL Server为数据库系统,Lotus Notes为邮件服务器,客户机端采用Windows操作系统,核心交换机采用由硬件进行IP转发技术的Cisco Catalyst4000路由交换机,防毒墙采用熊猫卫士硬件防毒墙(PAA),防火墙入侵防御系统采用启明星辰天清入侵防御系统NIPS860,IPS采用网御星云IPS 1220,网络管理与流量分析系统采用使用美国NAI公司的SNIFFER产品,网络计算机病毒防范软件采用卡巴斯基反病毒软件,身份识别采用基于动态口令身份认证的技术来实现拨号身份认证,安全电子邮件采用IPSWITCH的IMail 1000User Anti-virus标准版。

2 地震局网络面临的网络威胁

2.1 内部办公网面临的网络威胁

(1)采用口令和用户号,初步建立对登录各类企业网服务器用户的身份认证机制,对登录者的权限进行了严格的限定,由于地震内部的资源也不是对任何的员工都开放的,一旦内部用户的非授权的访问,更容易造成资源和重要信息的泄漏。

(2)建立了日志审计机制,记录所有登录与访问服务器的用户身份和访问行为,但对内部网络中的一些日常活动缺乏有力的监控,可能遭到来自内部的越权访问、恶意攻击和计算机病毒的入侵,而在这些日常活动中就有可能隐含着内部违规操作的尝试。

(3)内部的各个功能网络通过骨干交换相互连接,这样的话,重要的部门或者专网将遭到来自其他部门的越权访问,这些越权访问可能包括恶意的攻击、误操作等,但是它们的后果都将导致重要信息的泄漏或者是网络的瘫痪。

(4)内部办公网与外界的接口,包括和市政府信息网络和北京的接入,对访问的控制是通过在路由器上简单配置来屏蔽某些特定地址,这种控制手段过于薄弱,不能对更高层的访问进行灵活的控制,路由器的简单配置不可能完全替代边界防火墙的功能。

(5)内部办公网提供公共服务,WWW、DNS、E-mail等,这些公共服务器最易受到攻击,而且这些公共服务器与整个办公网内的其余服务器居于同一网段,攻击极易传播到网内的其余重要服务器。

(6)内部网中的往来公文传输无法进行身份认证和鉴别,非法入侵者可以依托任意一个办公网内的节点,窃取重要文件和重要邮件,这种窃取国家经济情报的手段极其隐蔽,会造成极其严重的后果。

(7)办公系统的核心是邮件代理服务,由于外来文件和数据可能携带网络病毒,病毒的广泛传播严重危害了办公系统的运行,经常造成重要文件的损坏、重要数据的丢失,现主要采取在工作机上安装防病毒软件,来预防病毒的入侵,无法对计算机病毒进行实时检测和消除;

(8)随着网络的不断升级和扩充,网络整体的复杂性不断增加,其出现故障和不稳定性能的情况将越发普遍,而缺乏一种有效的手段和工具来及早发现和解决这些问题。

(9)移动办公用户传输的信息得不到加密保护,同时针对各办公用户本地的机密信息容易被非法使用者所窃取。

(10)现有的数据备份系统只能做到对服务器定期进行磁带备份和光盘刻录,一旦出现紧急情况(重要服务器的当机或者重要数据的意外丢失),无法迅速恢复整个网络系统。

2.2 公共数据网面临的网络威胁

(1)建立了初步日志审计机制,记录所有登录与访问服务器的用户身份和访问行为,但内部员工可以通过公共网对外界的出口将一些局内重要信息发送出去,同时也能够进行一些内部的攻击尝试操作而不被发现。

(2)对出口的访问采用PROXY Server的形式对内部网络的实际结构进行初步的屏蔽,整个网络系统对外界攻击的防御还停留在静态防御的层次,缺乏对攻击的动态防御和响应。

(3)公共网是地震局和外界进行双向沟通的渠道,在对外界进行访问的同时,由于外来文件和数据可能携带网络病毒,很容易导致公共数据网感染病毒,需要构建一个实时的,总体的防病毒体系。

(4)公共网对外提供了WWW访问等公共服务,这些服务往往成为外界攻击者的首选对象,需要对这些公共服务器和其余服务器进行有效的隔离,将易受攻击区和其余服务器区域分开。

(5)公共网直接和危险性最大的因特网连接,对访问的控制至关重要,对边界的保护主要是采用路由器对某些地址进行屏蔽和在公共服务器上运行简单的防火墙软件,外界的未授权访问很容易突破进来。

3 地震局网络的安全策略

3.1 内部办公网的安全策略

内部办公网所采用的安全保障策略包括:计算机病毒的防范安全策略、网络备份的安全策略、网络运行管理的安全策略、电子邮件的安全策略、网络隔离与访问控制策略、关键数据保护的安全策略、对违规操作的安全策略、移动办公的安全策略、身份认证的安全策略和内部办公网实施安全策略后网络结构等。其中,内部办公网计算机病毒的防范安全策略有几个方面。

(1)建立严密的防病毒系统,对所有PC客户机进行病毒监控,每台工作站,PC和移动用户的笔记本上安装代理(Agent),每个Agent首先相当于一个完备的单机防病毒软件,通过病毒监控程序常驻系统内存,优先获得系统的控制权,监视和判断系统中是否有病毒存在,进而阻止计算机病毒进入计算机系统和对系统进行破坏,发现并清除客户机上病毒,反感染和预防,扫描的内容包括内存、分区表、邮件库(如Outlook Express、Notes等)、硬盘、扇区、压缩文件、移动磁盘等。

(2)建立病毒特征码库,动态自动更新防病毒软件的病毒特征码,病毒特征码库可对感染部件进行反感染,同时代理能够病毒实时监控,尤其是对移动磁盘,邮件等进行数据流扫描,有条件的时候,Agent应具备实时拷贝和恢复功能。此外,Agent还应具备向服务器发送警报的功能,Agent应能通过网络进行安装,自动通过网络更新特征码,发送病毒设置情况,接受来自服务器的设置等等;

(3)在企业邮件服务器和代理服务上安装代理,监控HTTP数据流和电子邮件中可能存在的病毒,防止病毒通过网络防火墙侵入内部企业网络,防止在内部客户机上的病毒通过邮件服务器传播扩散,邮件服务器上的Agent在检测到邮件带有病毒时,将此邮件弹回给SMTP服务器,同时通知邮件发送者邮件已经感染了病毒。样地,Agent应能向服务器发送警报,能接受服务器设置。

(4)每个Agent的设置应包括两部分,一部分由管理员通过统一的设置界面进行设置,另一部分由每台工作站的使用者设置。者是管理员出于安全考虑对工作站提出的基本要求,因此每台工作站都必须按照这个策略进行工作,后者是使用者附加的安全策略,具体的工作策略配置必须根据实际状况进行,安全策略越高,网络和安装Agent的每台服务器和工作站的负荷就越大。

(5)每台Agent上的工作结果自动通过网络汇总到服务器进行审计,Agent一旦检测到病毒或者Agent没有正常工作(如被使用者关闭时),审计系统都将发布报警,报警应包括屏幕显示、电子邮件、寻呼机等。

3.2 公共数据网的安全策略

公共数据网所采用的安全保障策略包括:防病毒的安全策略、对攻击进行检测的安全策略、网络防火墙的安全策略和公共数据安全策略网络结构等,其中公共数据网防病毒的安全策略涉及几个方面。

(1)相比较于内部办公网,公共数据网受病毒感染的可能性更大,尤其是各种通过互联网传输的邮件进一步加剧了病毒的传染性,对公共数据网来说,应该建立严密的防病毒系统,尤其要保护邮件服务器,建立病毒监测系统,监控病毒的传播。

(2)对所有PC客户机进行病毒监控,通过病毒监控程序常驻系统内存,优先获得系统的控制权,监视和判断系统中是否有病毒存在,进而阻止计算机病毒进入计算机系统和对系统进行破坏,发现并清除客户机上病毒。

(3)在邮件服务器和网络防火墙上建立实时病毒监测机制,防止病毒通过网络防火墙侵入内部企业网络,防止在内部客户机上的病毒通过邮件服务器传播扩散。

(4)建立病毒特征码库,因为公共数据网与互联网直接连接,可以方便的实现病毒特征码的自动更新,保证整个体系的防病毒能力及时得到不断提升。

4 结束语

信息网络化是当今世界经济和社会发展的大趋势地震局的发展对信息技术的依赖程度越来越大,地震信息网络属于一个典型的行业网络,必须遵循行业相关的保密标准,这要求在搭建该网络平台时,必须采取相关的网络安全策略,确保重要数据的保密性,完整性、可用性、防抵赖性和可管理性。

参考文献

[1]高宏.数字图书馆网络信息安全分析.人民论坛,2011/11.

[2]刘洋.高等院校网络信息安全系统的设计与实现.煤炭技术,2011/03.

[3]韩刚.信息化管理视角下高校网络信息安全问题探析.黑龙江高教研究,2012/06.

[4]黄卢记.计算机网络信息安全纵深防护模型分析.北京师范大学学报(自然科学版),2012/02.

地震信息网络 篇2

新疆数字地震前兆观测网络建设

介绍建设完成后的新疆数字地震前兆观测网络的整体功能,以及各种前兆观测手段在全疆的分布情况,给出了新疆数字地震前兆观测网络整体结构,数字地震观测仪器的基本信息、前兆观测数据管理模式等.

作 者：哈斯高娃 徐衍刚 高守全 Hasi Gaowa Xu Yangang Gao Shouquan 作者单位：中国乌鲁木齐,830011,新疆维吾尔自治区地震局刊 名：地震地磁观测与研究 ISTIC英文刊名：SEISMOLOGICAL AND GEOMAGNETIC OBSERVATION AND RESEARCH年，卷(期)：29(5)分类号：P315.3关键词：数字地震前兆观测网络 前兆观测手段 前兆观测数据

地震信息网络 篇3

不平静的一年酝酿着不平凡的突破

地震突如其来，而地震信息的全方位透明也如同井喷一般，令人连呼意外。实际上在这暗流涌动云谲波诡的一年里，许多看似彼此没有关联的事件为这次信息的透明开辟了道路。

2007年，我国两部法律法规的出台和修订引发国内外新闻舆论界的特别关注。与新闻媒体最基本的采访报道权有关的法律性文件，这在我国立法和行政部门制定的众多法律法规中含有。2007年4月24日，新华社授权发布《政府信息公开条例》，并于2008年5月1日起施行。2007年6月24日，提交全国人大常委会审议的《突发事件应对法》草案，删除了此前专门针对新闻媒体的不得“违规擅自发布突发事件信息”以及“违反规定擅自发布有关突发事件处置工作的情况和事态发展的信息或者报道虚假情况”的规定。①在当时，这两部法律的颁布仅得到部分业内人士的关注，盖因类似法律尽管颁布，却常常无法得到不折不扣的执行。现在看来，这两部法律在此次信息公开中起到了基础性的作用，其意义可谓深远。

在今年年初的雪灾报道以及禽流感报道中，各地宣传部门和媒体已经意识到这个问题并有意识地进行了一定程度的信息公开。4月28日的胶济铁路出轨经媒介实时披露，信息公开在地震报道前达到前所未有的高峰，直到5月12日的那场震动整个中国的地震。

这一年中内忧外患总爆发令人震惊。必须承认，以上事件有经验更有教训，而经验往往是由惨痛的教训换来的。而在这次突如其来的大灾面前，在雪灾报道中初现端倪的信息公开，以《政府信息公开条例》于5月1日的施行为契机而令人惊喜地出现在业界、学界和中国人民面前。

变“及时上报”为“即时播报”

这次地震报道的公开透明和迅速程度，在我国新闻传播史上可以说是革命性的，信息透明公开全方位展示在受众和世界各国媒体面前。

首先是消息披露及时，用ＣＣＴＶ新闻中心制片人包军昊的话说就是：中央有明确的说明，遇到突发事件，要在第一时间速报。以前“及时报”不是马上报道，而是马上向上级汇报。②而这次则变成了“即时播报”，灾区全部地区第一时间开放给世界所有新闻媒体，而中央级媒体也立即开始24小时滚动直播，央视时事记者立即搭温总理专机奔赴灾区。和唐山大地震七年以后才第一次邀请外国记者前往震区相比，这次信息公开的程度可谓空前，而允许刚刚对中国做了大量不实报道的ＣＮＮ前往灾区进行报道，则更显示出了政府的胸襟和信心。

政府的自信还体现在允许此次电视媒体的全程直播上，管理层对直播可能造成的影响准备充分，各种消息不加剪辑地同步播出，反映了政府新闻宣传思维的成熟，推而广之，这也反映了国家和民族的开放程度。

在新闻真实性方面也值得书写一笔，有关各方都没有刻意隐瞒诸如伤亡数字等敏感信息，也没有回避负面信息，例如校舍大量垮塌等问题。在这一点上，刚刚大规模批评过我国的西方媒体的反应很有参考价值，它们普遍给中国政府打了高分，包括《华盛顿邮报》、《纽约时报》在内的主流西方媒体都有较高的评价。从广义层面上说，尽管一些西方媒体对中国的负面报道是有险恶用心的，但实际上不了解情况所造成的歪曲报道和妖魔化也应当占到很大一部分比例，以开放的制度和态度让别人了解我们，必然会有好的国际形象。

在信息提供的技巧方面，政府在所有层面上学习了如何在重大事件的背景下和媒体打交道。例如每天召开新闻发布会发布新闻，媒体和媒体面前的官员都学习了应当如何互动，这一互动很大程度上改变了官员面对媒体很笨拙的固有印象，而5月24日温家宝总理在映秀镇废墟上的记者招待会则体现了政府在指导思想上的进步，“这次救灾采取了开放的方针”。作为开放的具体内容之一，总理说，“我们欢迎世界各国记者前来采访，我们相信你们会用记者的良知和人道主义精神，公正、客观、实事求是地报道灾情和我们所做的工作。”这次记者招待会的意义，既在于总理强调的开放原则，也体现出了信息公开手段和公关技巧的逐渐成熟。

信息透明度大幅提高的积极意义

许多人赞扬此次地震报道的公开和透明，却常常本末倒置忘记了最为重要的方面，也就是信息公开对救灾的巨大帮助。谣言止于公开，这次地震之所以没有造成大的混乱和其他国家和地区的猜疑，很大程度上是因为信息公开，地震初发时，有谣言称都江堰一化工厂爆炸，成都水质污染，但这些很快被公开透明的信息一一澄清，之后类似的谣言就再也没有市场，和松花江水污染事件后满城风雨形成鲜明对比。另一方面，悲惨的灾难信息不加隐瞒地传向世界各地，反而激起了全球华人同仇敌忾之心。同时筹措了大量善款，公开信息的力量瞬间超越了千山万水和家国阻隔，成功地安定和凝聚了民心。

信息的透明显示了政府信心的增强，不但是从容应对如此灾难，而且是从容面对诸多负面信息。而笔者认为，此次地震对政府而言，最大收获是新闻传播界重拾对法律执行力的信心。长期以来，我国常常出现虽有法律却执行不力的问题，法律往往是一纸空文，这种情况在新闻界尤其明显。而此次《政府信息公开条例》等法律能够得到雷厉风行、不折不扣地执行，既彰显了政府的公信力，同时也体现了改革的决心，这是政府在执政基础巩固之外的一大收获，也是新闻媒介的一大收获。

政府在精神层面的收获不仅仅是媒介的信任，还有广大人民群众固有印象的改变。这一方面是因为宣传策略的巨大改变，即以透明来消除负面信息的负面影响。这一策略甚至成功到出现了地震初期众多受众为我国政府进行辩护，对持不同意见者群起而攻之的场面，这种景象发生在喜欢站在政府对立面的受众，特别是广大网友身上，在以往是不可想象的。而另一方面信息的公开将政府努力救援的场景真实地传递到人民面前，实干换来了人民对政府的认同。

而新闻媒介，尤其是主流新闻媒介在此次事件中的收获尤其巨大。以往的负面报道，往往是非主流媒体抢在前面，而这次则是主流媒体成了地震报道的中流砥柱，而且灾难报道在绝大多数媒体都被放在了显要位置，这也是对传统灾难报道模式的一大突破。以往的负面信息在主流媒体方面经常出现迟报甚至不报，使一些个人或部门的面子暂时得到保全，而整个媒体的公信力则愈加衰弱，这次以央视为代表的主流媒体成功地扭转了这一印象，公众对媒体的信任度得到了前所未有的恢复。

而在另一方面，信息的公开透明也使我国政府的国际形象为之改观，提高了国际认知度，尤其是在拉萨事件和奥运火炬传递风波后，西方对我国政府和人民的误解达到高峰的时候。用事实说话是最高明的宣传策略，英国《泰晤士报》记者马珍在灾区采访时就强调：“作为一名记者，也许我不该说这么多好话，但这确实是我看到的真实情况。”③

而从长远看来，这次地震对未来的信息公开透明化进程有极大的前瞻意义。地震中拍摄过著名的《摩托车上绑在一起的夫妻》照片的美籍独立摄影记者沈祺徕说：“我非常希望中国新闻能一直开放下去。”④而废墟记者招待会上，温总理用两个永不改变回答了这位记者的担心，“我们在处理这些突发事件以及国内其他问题上，坚持以人为本的原则不会改变，坚持对外开放的方针，永远不会改变。”门开了就不会关上，这次地震报道将是一个良好的开端和历史的契机，以数万死难者的名义，中国新闻开放和信息透明将会持续下去。

不应过于拔高此次透明度的提高的意义

在为这次信息公开击节叫好的同时，笔者认为也不应过度拔高此次地震报道的意义，这基于以下几个原因：

首先，此次灾难为天灾，政府没有舆论和道德压力，而面对人祸就未必如此透明。笔者无意贬低这次地震报道的信息透明度问题，但这不是没有先例的，而且这样的先例可以说是非常多的。仅举离地震时间非常接近的3月份，始发于安徽阜阳的手足口病疫情的迟报就很能说明问题，疫情还仅仅是天灾的范畴，而类似松花江水污染这样的事件，也不过是近两年发生的事件。

而具体到这次地震报道中，在一些涉及“人祸”的问题上，如校舍大量倒塌的问题、灾区部分人哄抢救灾物资问题、救灾款审计的问题等，许多时候各级政府仍然顾左右而言他，发布的信息无法触及实质，反而示人以心中有愧或必有内幕。例如四川省建设厅发布的校舍倒塌问题的五点原因，即使以外行人的眼光看来也不值一驳，如此公开透明恐怕很难服众。显然，信息公开透明还有很长的路要走，还有重重的阻力要突破，既包括一些固有的观念，也包括一些既得利益者。

抛开对天灾和人祸的探讨不提，各级政府对待媒介的技巧也尚待改进。新闻发布会就是一个很好的例子，政府部门显然还未完全学会如何应对媒介，念通稿，按统一口径回答问题的现象普遍存在，使得问题的回答缺乏实际意义，且常常答非所问，回答质量不高；发布的信息时效性很差，无法做到对最新信息进行及时发布，有时尚不如提问记者消息灵通；一些发言人口齿不清，令人误解其心中有鬼。这一切都在无形中降低了透明度带来的积极意义。

在另一方面，此次报道中传统媒体的把关仍有选择性，最能反映民意的网络媒介的声音还尚未被传统媒介所重视和充分报道。可以说，信息的透明仍然仅仅是单向的透明，面向媒体的透明，而不是我们所希望的面向全体受众的信息透明，在地震报道的后期，又出现了传统的反面新闻正面做的倾向，这些都是让笔者持谨慎乐观态度的原因。

当然，持谨慎乐观态度是必要的，但我们必须承认，汶川地震，震出了一个开放的中国，透明的中国，这应当是被载入中国开放史册的里程碑式的事件。

注释：

①展江：《大陆新闻立法加速》，《凤凰周刊》，2008年第8期。

②包军昊、石岩：《这次“即时播报”以前是“及时上报”》，《南方周末》，2008年5月22日。

③④平客：《外国媒体在灾区》，《南方周末》，2008年5月29日。

（作者为南京大学新闻传播学院新闻学专业2007级硕士研究生）

江西地震信息网络系统建设及展望 篇4

江西省地震信息服务系统提供的计算机网络技术系统服务平台、宽带信息通道以及地震信息服务, 能保证江西省防震减灾中心在大震时应急指挥信息和通信的需要及应急响应、监测预报数据信息的快速传递与共享。保证平时对江西省地震活动的监测和日常地震预报跟踪、科学研究的数据信息传递和共享的需要。

0、江西地震信息网络系统现状及建设

0.1 通讯网络

江西地震信息网络建设在“九五”和“十五”期间取得了跨越式的发展, 目前已经建成江西省防震减灾中心地震信息服务部—大中城市地震信息服务节点—地震台站信息节点和县级地震信息服务节点, 组成分层次的地震信息宽带服务系统, 构成江西地震行业计算机信息网络 (INTRANET) 。建设完成江西防震减灾中心地震信息服务部, 使江西省地震信息网络服务系统适合“十五”IT技术发展的宽带、高速网络的需要, 担负全省地震信息服务系统枢纽和地震数据信息共享服务总节点的职责和任务, 成为江西省地震局数据共享和信息服务的网络管理中心。在省级节点下建设完成了1个大中城市地震服务信息节点 (赣州) ;4个台站地震信息服务节点 (南昌、会昌、九江、上饶) 和8个县级地震信息服务节点 (抚州、吉安、景德镇、萍乡、新余、寻乌、宜春、鹰潭) , 使江西省地震信息服务系统可以通达全省的重要大中城市、县级地震部门和专业地震台。

江西省地震信息网络建立了全省统一的网络通信和管理平台, 实现江西省区域节点内各专业服务区之间的互通, 实现区域节点与全国各个节点的互联。建立统一的网络运行机制, 核心设备采用双机冗余的工作方式。

江西省地震信息服务系统网络专线信道采用树形网络结构设计, 采取专线信道和VPN信道互为备份实现与全省14个信息节点互联, 满足江西省数字地震观测系统的数据传输的需求。

江西省地震信息服务系统采用现代通讯技术, 完成集数据、语音、视频为一体的计算机网络平台建设;建立了行业信息发布和信息服务系统, 快速传递地震消息和信息, 提供了综合的地震数据信息查询服务;建立了网络运行管理系统, 保证网络的运行质量为地震应急和专业数据传输服务;建立了VOIP电话和建立地震信息网站, 提供多种方式的地震信息服务, 包括文件、报表、图形、图像、视频多媒体信息、地理信息系统查询、数据库内容查询等各方面的内容。

0.2 通信设备集成

江西省地震信息系统建立了统一的网络通信和管理平台, 实现区域节点内各专业服务区之间的互通, 实现区域节点与全国各个节点的互联。建立了统一的网络运行机制, 核心设备采用双机冗余的工作方式。提高通信线路和网络设备的综合利用率, 提高通信网络的安全和可靠性。建立了双冗余核心交换与接入交换组成局域网平台;核心路由器、备份路由器等系统组成广域网接入平台;防火墙、入侵检测、防病毒等组成网络安全平台。

0.3 传输信道集成

江西省防震减灾中心的外部出口分为4种类型: (1) 向上出口 (中国地震局—各省地震局) 。 (2) 互联网出口。 (3) 向下出口 (地、市、县、地震台、现场) 。 (4) 政务网出口。四类出口的带宽、路由设计依照流量统计与功能需求相适应的路由策略, 设计只针对基本需求而言, 实际带宽将根据通信市场的资费变化而做适当的提升。

(1) 向上出口 (中国地震局—各省地震局) :

出口电路类型:主信道—高速SDH专线信道, 备用信道—互联网。

(2) 互联网出口:

出口电路类型:主信道—电信城域网光纤专线接入, 备用信道——VPN。

(3) 向下出口 (地、市、县、地震台、现场) :

出口电路类型:主信道—SDH专线信道, 备用信道——VPN、CDMA信道。

(4) 政务网出口:

出口电路类型:主信道—光纤专线接入。

0.4 服务器集成

公用服务器区包括数据库服务器、备份服务器、存储管理服务器、中间件应用服务器、统一数据交换平台、公用GIS服务器、信息发布、数据共享、网络管理服务器、网络防病毒服务器、邮件应用服务器、基本网络功能服务器、VOIP应用管理服务器。

其中, 区域中心部署一套核心数据库服务器和数据库管理平台, 采用数据库集群+高速存储网的模式实现区域中心数据的统一存储与管理。

专业应用服务器和工作站区包括测震、前兆、强震动、应急、信息的专用服务器和工作站和必要信息安全设备。

0.5存储集成

数据存储与备份是防震减灾中心各应用系统的支撑平台, 系统集成在各专项存储设计的基础上, 进行集成设计, 存储分共用和专用两部分, 共用存储从逻辑上划分包括:测震、前兆、强震动、信息、应急共用数据、媒体数据、OA数据;专用存储主要包括:涉密地震应急基础数据、快速评估、动态评估、指挥决策、指挥命令、会商信息等专用数据。网络存储区域网, 由磁盘阵列和双冗余光纤交换组成。

江西省地震信息服务系统建立了各专业服务的数据存储区, 为必要业务建立直连存储分区。统一进行数据存储管理、压缩存储、数据安全备份, 提高数据存储的安全性, 提高存储设备的利用率。

1、地震应急指挥系统

1.1 地震应急指挥系统建设的目标

充分利用现有高新技术, 建立区域级抗震救灾指挥部的地震应急指挥技术系统, 同时在一些经济发达地区和重点监视区建设重点城市地震应急决策反映系统, 为省 (市) 人民政府开展地震应急、实施抗震救灾指挥提供指挥场所和各种必要的技术手段。在地震发生时, 在基础数据库和现场信息的支持下, 可以迅速判断地震的规模、影响范围、损失等情况, 并据此提出系列科学的救灾和调度方案, 协助指挥人员实施各种地震救灾行为, 实现地震应急信息快速传递、高效处理, 提高应急救灾指挥与决策的技术水平, 最大限度地减少震时的混乱和人员伤亡。具体的功能包括:

(1) 地震应急快速响应与灾害评估

通过地震监测和震情跟踪, 监视破坏性地震的发生, 一旦有紧急情况立即响应, 对地震事件可能造成的损失和人员伤亡情况进行预评估, 同时还可以根据不断获得的新情况进行地震灾害动态评估和地震趋势的动态跟踪。

(2) 地震应急指挥

在应急快速响应部分给出的结果表明需要进入紧急状态、进行抗震救灾指挥工作时, 即启动该项功能, 为有关政府部门进行抗震救灾指挥工作提供技术手段和信息支持。

1.2 地震应急指挥系统建设的内容

(1) 技术系统支撑平台建设

区域抗震救灾指挥部技术系统的运行和各项指挥功能的实现, 建立了大屏幕显示、音响系统、数字会议系统、地震现场信息接收与处理、存储系统、视频及监控系统、多媒体编辑制作系统, 视频会议系统、实施综合布线工程作为技术支撑, 以满足应急指挥工作的要求。

(2) 地震应急基础数据库群建设

地震应急基础数据是抗震救灾指挥部的基础和核心, 地震应急指挥系统的所有数据均来自地震应急基础数据库。

(3) 应急应用软件

当破坏性地震发生后, 应急信息快速响应系统通过主动或被动触发控制机制, 启动区域地震应急指挥系统。

在地震发生后, 指挥人员希望迅速了解地震的各种损失情况及其背景材料, 以供考虑和选择救灾决策方案时使用。为此建设了震情灾情的信息分析、处理平台, 即地震应急信息快速响应系统。该系统建设的目的是在地震发生后, 进行地震速报快速响应, 收集震情信息, 分析灾情数据, 以便向指挥中心提供基本的灾情数据和各种背景数据, 同时向政府汇报。

2、江西省地震信息服务系统未来的发展方向

根据需求分析, 江西省地震信息网络服务系统应该从以下几个方面进行加强。

第一个问题是在江西省地震信息网络基础上发展物联网, 物联网的基础不仅仅是互联网, 还有传感层, 海量数据等要素。应努力加强江西省地震信息网络服务系统中物联网的应用, 加强对各市县节点和地震台站的信息节点管理。

第二个问题是网络安全问题, 这个问题有技术层面上的问题也有管理机制上的问题。在技术层面上, 要加强网络虚拟硬盘和共享机制的建设。在管理上, 要减少热拷贝, 减少多次拷贝到来的病毒感染危险。

第三个问题是要进行信息网络安全管理系统、信息服务发布系统和电子政务系统的冗余设计, 使其具有热备份和快速替代的备份能力。

第四个问题是要加强网络服务, 包括视频、音频、组播流、无线接入服务等。

第五个问题是加强开放API的平台建设, 这也是政府网站的趋势。

第六个问题是提高信息系统的计算能力, 在技术层面上, 云计算模式是发展趋势, 由于业务发展对数据计算的要求越来越高, 所以一定要提高设备利用率, 提升信息系统计算能力。

地震预报网络的仿真与虚拟化整合 篇5

地震预报网络的仿真与虚拟化整合

借助先进的计算机、网络技术与设备,利用多种地震理论学说和迄今为止所积累的描述地震活动记录,组建仿真中心,建立不同类型的`地震仿真模型,借助SOA架构下的虚拟网络技术,将地震监测点和相关地震信息资源库互联,形成覆盖全国的地震预报模拟网.利用获取的数据,进行仿真处理,并逐步筛选出有效的地震数学模型,以便实现地震预报.

作 者：姚居I 郑忠祥 Yao Jurui Zheng Zhongxiang 作者单位：北京信息产业协会,北京,100036刊 名：国际地震动态英文刊名：RECENT DEVELOPMENTS IN WORLD SEISMOLOGY年，卷(期)：“”(7)分类号：P315关键词：地震预报 仿真 虚拟网

地震信息网络 篇6

摘要：

在综合考虑地震致灾因子、抗震设防因子、经济指标因子的基础上，选取地震震级、震源深度、受灾面积、受灾人口、设计基本地震加速度、人均GDP和产业机构比例等7个因素作为主要评价指标，运用神经网络分析方法，建立了基于LM-BP神经网络的地震直接经济损失评估模型。从历史地震事件中提取相关数据作为样本，并使用该样本对网络进行训练。最后对模型输出结果的误差率和模型的泛化能力进行分析，认为该模型可以有效评估地震直接经济损失，并具有较高的稳定性。

关键词：地震灾害；灾害评估；直接经济损失；LM-BP神经网络

中图分类号：P315-39文献标识码：A文章编号：1000-0666（2016）03-0500-07

0引言

随着我国经济的快速增长、城市规模的不断扩大，地震灾害对社会造成的影响也在不断加大，防震减灾工作显得尤为重要（赵士达等，2014a）。作为防震减灾工作一部分的震后应急救援和抗震救灾可以有效地减少地震造成的经济损失和人员伤亡（赵士达等，2014b；王东明等，2015），快速、准确地对地震灾区人员伤亡和经济损失做出评估是震后应急救援和抗震救灾工作能否收到实效的前提条件（刘如山等，2014）。

近年来，诸多学者使用不同的方法对震后经济损失快速评估进行了深入的研究，这些评估方法可分为5大类：分类清单法（陈洪富等，2013）、经济法（陈棋福等，1997）、遥感法（陈鑫连，谢广林，1996）、信息法（刘洋等，2009；刘佳友，徐琳瑜，2007）和神经网络法（范传鑫，2014）。其中分类清单法的应用最为广泛，该方法通过地震烈度衰减关系计算出地震影响场烈度空间分布，再综合分析各个烈度等级建筑物的类型、数量、空间分布以及建筑物的易损特性等，计算出各类建筑物的损失情况。但使用该方法进行地震灾害快速评估时对灾区的基础数据库要求比较高，基础数据库数据不完整、数据更新过慢、数据细化程度不够等都会使评估结果出现严重的偏差。随着神经网络技术的不断成熟，其在模式识别、函数逼近等方面得到了广泛的应用，一些学者也将这一技术应用到地震灾害损失评估中。

BP（Back Propagation，反向误差传播算法）神经网络算法是应用最广泛的一种神经网络算法，具有较强的非线性映射能力、自适应能力、容错能力和泛化能力（孙艳萍等，2010），但也存在收敛速度慢和容易陷入局部极小值等问题。为了克服这些问题，本文提出一种改进型LM-BP神经网络，并基于此建立了地震直接经济损失评估模型。

1影响地震直接经济损失的因素

11地震直接经济损失的界定

从灾害学的角度分析，灾害损失评估是对灾害造成的人员伤亡、直接经济损失和间接经济损失的评估，因此地震灾害损失可划分为人员伤亡、经济损失和救灾投入3部分，其中经济损失包括直接经济损失和间接经济损失。地震直接经济损失又包括地震灾害和地震次生灾害造成的建筑物、工程设施、设备、物品破坏导致的经济损失（王伟哲，2012）。

12地震灾害影响因子的分类研究

121地震致灾因子

震级是表征地震强弱的量度，是划分震源释放能量大小的等级。震级越大，地震释放的能量就越大，破坏能力就越强，相同条件下造成的直接经济损失也就越大。通常讲震级每相差10级，能量相差30倍，由此可见，震级是地震造成经济损失的重要因素之一。震源深度对地震破坏程度的影响也很大，相同震级的地震，震源深度越浅，造成的破坏就越严重。有统计表明，相同震级的地震震源深度从10 km减小到5 km，或是从20 km减小到10 km时，震中区域烈度平均会提高1度，故震源深度也是地震造成经济损失的重要因素之一。地震烈度是指地震发生时，在波及范围内一定地点地面振动的激烈程度（或解释为地震影响和破坏的程度）。一般来讲，距离震源越近，破坏就越大，烈度也就越高。在一次地震的受灾区域内会存在多个烈度区，而且这些烈度区的面积和分布并不规则。地震灾区的烈度评定在现场工作人员完成灾情调查后才能给出，在时间上不能满足地震经济损失快速评估的要求，且如果逐一计算各个烈度区的损失情况也会大幅度地增加计算的复杂程度。所以本文以总受灾面积为灾害承载体，选取地震震级和震源深度为主要致灾因素，对灾区进行经济损失评估。灾区面积的大小与地震直接经济损失成正相关关系，其他条件相同的情况下，灾区面积越大，经济损失也就越大。

122抗震设防因子

一个地区在遭受地震破壞时，其自身的抗震设防能力会对其产生重要的保护作用，抗震设防能力越强其抗御地震破坏的能力也就越强。抗震设防烈度是各类建筑物建设时采用设防标准的重要依据。各地区的建筑物都要按照该地区的抗震设防烈度要求进行建设。虽然地区建筑物实际设防烈度和地区的抗震设防烈度会存在一定的差距，但整体上抗震设防烈度可以反映出一个地区的抗震设防能力。

在以烈度为基础作为抗震设防标准时，由烈度给出相应的峰值加速度，烈度与设计加速度并不是一一对应的，在同一个设防烈度下，可能会对应不同的加速度值。这主要是由于同一烈度下，不同的场地类型地震加速度也有所不同。所以本文在评估一个地区的抗震设防能力时，主要考虑该地区的设计基本地震加速度。

123社会经济指标因子

一般来讲，在遭受同等地震的情况下，地区经济越发达，经济损失就越严重。这主要是因为经济越发达，地区人口越集中、生命线工程集中和地上地下管网越密集。人均GDP是衡量一个地区经济发展水平最重要的指标之一，人均GDP越高，该地区的经济基础和经济发展状况就越好，同等地震破坏的情况下，损失也就越大。不同的产业结构受地震破坏影响程度也不同。第一产业和第二产业所占的比重越大，受到地震破坏时相比第三产业经济损失也就越大。

除了以上两个重要因素外，受灾人数也与地震直接经济损失成正相关关系，其他条件相同的情况下，受灾人数越多，所涉及的社会财富越大，经济损失也就越大。

124其它因素

地震间接引起的火灾、水灾、毒气泄漏、疫病蔓延、海啸等，称为地震的次生灾害。次生灾害造成的经济损失是地震直接经济损失的一部分，严重的次生灾害造成的经济损失甚至比各类建筑物损毁造成的损失还要大。

地震后，地区的应急处置和抢险救灾能力与诸多因素有关，如交通条件、生命线工程抢修速度、有无应急预案等，这些因素决定了该地区降低地震灾害经济损失和人员伤亡的能力以及地区的应急处置和抢险救灾能力。

13地震灾害影响因子的提取

地震灾害样本信息选取的原则是容易获取的，对于一些记录不全面或者信息准确性存在问题的样本应舍弃。本文地震灾害信息的样本主要选自《2001～2005中国大陆地震灾害损失评估报告汇编》（中国地震局震灾应急救援司，2010）中记录完整的历史地震，其中震级、震源深度、灾区面积、受灾人口和地震直接经济损失可在灾害评估报告中查到。各地区的设计基本地震加速度通过查阅《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2001）来获取。人均GDP和产业结构比例是通过查阅各地区统计公报或地区年鉴获取的。在《中国大陆地震灾害损失评估报告汇编》（中国地震局震灾应急救援司，2010）中记录的地震次生灾害造成的经济损失不多，一般都在总直接经济损失的5%以内，所以笔者不直接考虑次生灾害的影响，而是得出总的直接经济损失评估后，按照次生灾害的严重程度，对总的直接经济损失进行修正。由于笔者无法获取足够的资料对各个地区的防灾减灾能力做出评价，所以没有将地区防灾减能力作为影响因子。

一次地震经常会对多个地区产生影响，而各个地区的经济水平和产业结构也各不相同，所以需要对受灾区域的GDP和产业结构重新评估，估算公式分别为

G=∑ni=0GiSiS， （1）

R=∑ni=0RiSiS.（2）

式中，G为灾区人均GDP；n为地震造成的受灾区域数量；Gi为第i个地区的人均GDP；S为灾区总面积；Ri为第i个地区第一、二产业占GDP的比例。

2LM-BP神经网络

21BP神经网络的优缺点

在BP神经网络中，输入层的神经元用于接收外界信息并将信息传给隐含层（郭章林等，2004）。隐含层神经元主要负责对接收的信息进行变换，并将信息传给输出层。隐含层的层数不是固定的，而是根据信息变化复杂程度的需要而定的。输出层主要负责将信息向外界输出（田鑫，朱冉冉，2012）。BP神经网络结构如图1所示。

假设某个神经元的输入信号x=（x1，x2，…，xn）T，可调节的连续权值w=（w1，w2，…，wn）T，θ为神经元的兴奋阈值，u（*）为基函数，该神经元的输出则为u（x，w，θ）。输出信号u需要经过激活函数的挤压，即y=f（u），将输出值的范围压缩到非常小的范围内。

虽然BP神经网络具有以上优点，但自身也存在着局限性。BP神经网络采用的是梯度下降算法，而梯度下降算法在其误差曲面中会出现平坦区域和多个极小值点。在平坦的误差曲面中，误差下降速度慢，网络的训练速度也会变慢。当遇到局部极小值时，网络会误认为是最优解，导致仿真失败。

22LM-BP网络

Levenberg-Marquardt算法（简称LM算法），是一种非线性最小二乘算法，是用模型函数对待估参数向量在其领域内做线性近似，忽略掉二阶以上的导数项，从而转化为线性最小二乘问题，所以该算法的收敛速度比梯度算法要快很多。LM算法虽然在收敛速度上有明显的提升，但仍然可能陷入局部极小值，导致仿真失败。因此，在进行仿真时需要对迭代次数进行限定，防止陷入局部极值。当迭代次数超过限定就自动跳出，重新给网络赋予权值和阈值，然后重新迭代，直到得出预期的结果。

23网络的构建与训练

笔者在计算时主要考虑震级、震源深度、受灾面积、受灾人口、设计基本地震加速度、地区人均GDP和产业结构比例7个因素，所以设计的网络输入层为7个节点，输出层为1个节点。隐含层的节点数量需要在仿真中进行逐一尝试才能确定下来。隐含层节点数量经验参考公式为

h=p+q+a.（3）

其中，p为输入层节点数量，q为输出层节点数量，a为0～10的自然数。神经网络的训练能力和泛化能力在一定程度是存在矛盾的。训练初期，随着网络训练能力的提高，泛化能力也在提高。当训练能力提高到一定程度后，随着网络训练能力的提高，泛化能力就会下降。出现这一问题的原因是网络训练的样本过多，訓练精度过于高，产生了过拟合现象，当遇到非训练集中的样本时，网络输出精度就会大幅度下降。为了避免过拟合现象的出现，笔者在网络训练时将样本分为训练样本、测试样本和确认样本3部分。训练样本用于调整网络连接的权值和阈值，提高训练精度。测试样本用来评价训练后的网络，如果训练后的网络满足测试样本的要求就结束训练。确认样本用于防止过拟合训练，当确认样本的精度随着网络精度提升而下降时，就强行结束训练。笔者选取的样本是按照地震发生时间顺序排列的，不能直接进行样本分组和训练，需要先将样本的顺序随机打乱后，再进行样本分组和训练。图2为整个网络训练设计流程图。

3LM-BP神经网络的实例应用

31数据归一化处理

本文选取了《2001～2005年中国大陆地震灾害损失评估报告汇编》（中国地震局震灾应急救援司，2010）中记录的30次地震作为样本，样本数据如表1所示。其中训练样本占总样本的80%，测试样本和验证样本各占10%。由于样本中的数据单位不统一且数值取值范围很大，所以需要对样本中的数据进行无量纲处理，并将数据取值范围压缩到一个很小的区域内。本文所选取的样本数据均为正数，可选取logsig函数作为激活函数，将样本数据挤压到（0，1）之间。但logsig函数曲线在数轴0和1两点附近曲线平缓，影响网络训练的速度和网络的灵敏性。因此，在进行数据归一化处理时，需要将样本集的数据按类型归一化到（01，09）区域内。

32LM-BP神经网络的构建

本文所设计的LM-BP网络输入层、隐含层和输出层均为1层，其中输入层有7个节点，隐含层节点数目范围是3～13，输出层有1个节点。使用Matlab2010对LM-BP神经网络进行训练和仿真，逐一尝试隐含层节点数目，最终确定隐含层节点数为8时，网络拟合的效果最佳。LM-BP网络结构示意图如图3所示。

33LM-BP神经网络的训练与仿真分析

图4为LM-BP神经网络训练样本、测试样本和确认样本的误差曲线图。从图中可以看出，在训练初期3种样本的误差曲线都随着训练的进程而显著下降，这表明该网络具有十分良好的泛化能力。笔者在设计中设定确认样本误差曲线连续5步上升就结束仿真，防止网络进入过拟合状态。从图中可以看出，在训练进行到第13步时，确认样本误差曲线开始上升，并且一直保持上升到第18步。这主要是由于网络产生了过拟合所导致的。在第13～18步中，训练样本误差曲线保持下降，而测试样本误差曲线却一直上升，也印证了网络开始进入过拟合状态。

图5为30个样本的训练和预测情况示意图，其中横轴第1～24个数据为训练样本，第25～27个数据为确认样本，第28～30个数据为预测样本。从图中可以看出训练样本和确认样本的拟合度非常高，测试样本的预测值与真实值也十分接近，其预测相对误差如表3所示。

34LM-BP神经网络在地震直快速评估中的应用

以2012年6月24日宁蒗—盐源57级地震为例，使用LM-BP神经网络进行地震直接经济损失评估。该次地震的震源深度为11 km，受灾人口1162万人，受灾面积2 218 km2。宁蒗彝族自治县和盐源县两地地震设防加速度同为015g，所以设防加速度取015g。2011年宁蒗彝族自治县和盐源县人均GDP分别为7 445元和18 045元，产业结构比分别为598%和795%，同时两个县的受灾面积分别为1 365 km2和853 km2。根据式（1）和（2）可得平均GDP为11 522元，产业结构比为6738%。

将上述7个因素作为输入条件，使用训练好的网络进行仿真，得出直接经济损失为653亿元，本次地震的实际直接经济损失为772亿元。仿真结果和实际结果存在1541%的相对误差，可以满足经济损失快速评估的要求。进一步分析仿真结果可以发现，该次仿真的相对误差比网络训练时的相对误差要大，且仿真结果比实际值要小。这主要是因为训练网络时采用的样本选取的是2000～2005年地震事件，当时我国各地区GDP很低。而笔者选取的是2012年的宁蒗—盐源地震，2012年我国GDP已经比2000时大幅度提高。当输入2012年GDP时，网络会认为该输入为奇异值，会对该数据进行压缩，导致仿真结果比实际结果小，且相对误差增大。这一问题可以待地震灾害损失评估报告更新后，加入近年来的地震事件样本继续训练来解决。

4结论

本文主要分析影响地震直接经济损失的主要因素，并选取地震震级、震源深度、受灾面积、受灾人口、设防加速度、人均GDP和产业结构比例作为主要影响因素。通过分析BP神经网络的优缺点，提出改进型LM-BP神经网络作为地震直接经济损失评估模型。使用历史地震样本对该网络进行训练，最终得到同时具备较强泛化能力和拟合能力的预测模型。同时该模型也存在一定的局限性，例如训练样本震级都小于7级，对于7级以上地震直接经济损失评估会产生较大的偏差。造成这一问题的主要原因是目前可以查阅到的记录全面的地震灾害评估报告较少，地震事件样本不充足。待2005年以后的地震灾害评估数据更新后，使用更加充足的样本再重新训练，可以有效地解决这一问题。

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中国地震局震灾应急救援司. 2010. 2001～2005年中国大陆地震灾害损失评估报告汇编[M]. 北京：地震出版社.

汶川地震报道网络步入主流媒体 篇7

华南虎、雪灾、艳照门……年底年初的一系列事件让人们不得不感叹网络媒体传播的巨大威力;同时也深刻地感受到网络媒体的议程设置正在发生着变化。而在汶川地震面前, 网络媒体信息传输更及时、更准确、更互动的特点, 体现得更加淋漓尽致。

1.1 地震发生时:反应速度快

5月12号那天下午在地震发生之后的几分钟之内, 几乎所有移动通信陷入瘫痪, 但在短短几分钟之内, 网络媒体上发布了汶川地震的新闻, 用文字和图片以及视频形式第一时间展示了这次地震的概貌。除门户之外, 社区方面, 包括天涯、百度帖吧等也第一时间提供了供大家讨论的专题板块, 视频方面则有悠视网的UUSee网络电视等开辟的网络直播板块。真正实现了多角度、多维度的信息传播。可以说网络媒体这次的议程设置是前所未有的。

14点28分, 地震。14时32分, 在地震发生仅仅4分钟后, 就有来自云南的新浪博友“说来话长”发表了第一篇博文:《地震了!》

14点46分, 新华网发出第一条快讯:“12日14时35分左右,

14点53分, 新华网再次发出快讯:“四川汶川发生7.6级地震。”

在随后的1小时内, 我们这里就有来自震区四川以及周边地区的网友发表了近千篇描述地震情况的博客文章。

可以说, 在汶川通信、交通等基本设施条件几近中断的情况下, 在全球这个网络媒体和手机用户数最多的国家, 由于各地网民的快速反应, 许多人通过博客、网络即时聊天工具、视频、论坛、手机短信等发布信息, 让大家在地震刚刚爆发十几分钟后就意识到, 这是一次影响了大半个中国、破坏性很强的地震, 新媒体起到了一个以最快的速度汇集各地灾情的作用。尽管这种汇集是散点的, 但是网民的真切记录在相当程度上构成了头两天尤其“首个24小时”地震信息传播第一波主要的信息源。而传统媒体大量采用了这些素材, 我们先后正式提供给央视的视频素材就有20多个, 这是前所未有的, 是原动力, 正是网络媒体议程设置!或许公众并没有感觉出来, 已经完成了一个小范围的网络媒体议程设置。

1.2 地震救援时:传播效果好

网络媒体>电视机>报纸我们讲:信息的传输方式大致可以分为以下三个维度, 一是文字, 二是图片, 三是视频和音频。在现有只有网络媒体才能同时将这三个维度整合到一起并且发挥到极致, 网络媒体的这种多维度的传播方式致使传播效果达到了极佳的状态, 而收音机和电视机因其本身的单向性无法满足大多数人的需求, 报纸则更不用说。

2. 对汶川地震网络媒体报道变化与发展分析

2.1 网络媒体真正步入了主流媒体

如果说1999年的科索沃战争, 让人们突然意识到网络媒体也可以报道一些事情, 登上了中国媒体的舞台, 那么汶川大地震则标志着网络媒体真正步入了主流媒体。早在网络媒体诞生之初, 就有“一人一媒体”的说法。据美国2007年调查发现, 新闻首发有40%消息源来自博客, 并预测2010年能达到70%。这次事件有一个特殊性, 就是涉及面非常之广泛。从地震造成的感觉而言, 大半个中国的人都是亲历者。由于这次亲历是在网络时代发生, 很多人就通过各种方式记录了自己的所见所闻, 再经过传统媒体的再次放大, 引起了全社会的关注, 应该说是空前绝后的。受众的议程设置影响和决定着媒体的议程设置, 与传统的议程设置过程完全不同。你很难想象, 会有一个什么样的突发事件, 能引起网民个体如此大范围地采用这样一种方式参与, 同时传统媒体会如此大规模地引用他们制作的素材。

汶川大地震中, 中国网络媒体展开了一场“Web2.0式”的救灾。不再只是传统媒体占据主流报道地位, 不仅只是海量信息整合平台的概念范畴。救援资助、寻找亲友、表达哀悼、献言献策……新媒体开启了空前的超常运作。“如果说以前新媒体更多处于从属地位, 那么5·12地震标志着它已经开始步入当今中国社会的主流媒体阵容。这是新媒体第一次发生极端重要的作用。”抗震救灾报道, 传统媒体依然发挥着其一直以来的作用, 但网络媒体议程设置的这种变化与发展在快速反应、海量信息、即时更新、可检索、互动性、宽频多媒体效果等方面, 网络媒体的优势也令传统媒体难以比肩。甚至外国媒体同行私下称:“中国媒体此次对地震灾情的披露之及时、之全面, 都与从前不可同日而语, 令我们几无报道空间。”

地震信息网络 篇8

大规模地震灾害应急物流网络, 指的是在突发大规模地震灾害的紧急状况下, 为实现应急救援物资的紧急空间位移而形成的物流网络。由于大规模地震灾害对应急物资需求数量更多、物资来源更广泛、物资配备更多样、信息传递更困难、物资需求紧急程度更加迫切等特性, 致使大规模应急物流网络更加复杂。本文构建大规模地震灾害应急物流网络, 如图1所示。

大规模地震灾害应急物流网络从网络整体运行效率最优出发, 对不同跨地域的各级设施组织活动过程进行有效集成。在此过程中不仅是对救援物资需求信息的简单传递与共享, 而应该在应急救援工作展开后, 应急物资协调控制中心, 依据各个灾区救助点对应急救援物资的需求量, 震灾应急物流活动涉及的供应源, 包括常设的救援物资战略储备库、临时形成的救援物资社会捐助点或各类物资生产供应商, 武警部队、医疗救助机构或社会组织等救援工作参与主体对应急物资进行的生产供给、调度调拨、运输和配送等物流活动。大规模地震灾害应急物流网络借助对应急物流活动的集成管理, 促使应急物流网络中的各个实体组织能够对网络变化做出实时响应, 确保应急物资需求的快速响应与准确供给。

整个大规模地震灾害应急物流网络的运作, 都是由信息进行引导和资源整合。应急物流网络中的信息传递与分享, 应急物资协调控制中心对物资需求信息和震灾进展实况进行实时监控, 通过对这些汇总信息的分析, 向物流网络中的各节点发出物流业务作业安排, 并依据各节点反馈的实时信息安排物资筹措及运输调度、分配的物资输送作业。在应急物流网络运行过程中, 对救援物资的相关信息的即时监控, 及时反馈, 及时控制, 对整个物资供给过程进行了全面的引导和资源整合。

由于灾区救助点、物资集散中心和物资供给点都是分散分布于各个区域, 通过大规模地震灾害应急物流网络将这些实体联系在一起, 灾区救助点、物资集散中心和各类救援物资的供应源之间相互协作、调整、组织、控制, 联系紧密以实现对突发性大规模救援物资的需求满足, 为震灾抢救生命提供充足的物资需求保障。由于灾区救助点、物资集散中心和救援物资供应源分布于整个应急物流网络的各个区域, 实时通讯设施网络遭到重创, 在物资需求信息的传递上也具有高难度。通过震灾应急物流网络, 需求信息和震灾实况的信息传递速度及准确度也有所提高, 为及时调整救援工作计划、进度安排提供了一定的有利条件。

一方面, 由于大规模地震灾害对道路损毁严重, 如果要修复道路, 修复时间较长, 且余震及滑坡、崩塌、泥石流等衍生灾害的不间断发生, 更加增加了道路的修复难度;另一方面, 大规模地震灾害的物资需求数目大, 在救援初期的需求量更是出现短时间内爆发式增长, 如果来自不同物资筹集地区的救援物资同一时间段内运往灾区, 会造成通向灾区的道路出现严重拥堵, 使得救援时间被无限期延长, 对急救药品、基本生活保障用品等抢救生命的物资的运送造成极大地负面影响。而且, 展开震灾应急救援活动后, 不仅有官方组织群体进入灾区展开救援, 群众百姓也会自发地到灾区从事救援志愿工作, 更有许多群众向受灾地区捐助输送各种应急救援物资造成灾区救援局面秩序混乱。因而, 从物资的筹集地区直接将其送往灾区可行性不大。鉴于上述因素, 在灾区就近选择建立适当规模和数量的救援物资临时集散中心, 将不同来源的救援物资进行简单的集散处理, 分别配送至不同的灾区救助点, 以减轻灾区混乱救援秩序而对救援工作顺利进行造成的耽误和不良影响, 从而确保在最大程度保护灾区人民群众的生命财产安全的同时, 也能维护灾区救援工作的有序推进。

2 大规模地震灾害应急物流网络要素分析

大规模地震灾害应急物流网络包含的有:基础设施网络和物流组织网络。基础设施网络包括:应急救援物资战略储备库 (点) 、应急救援物资社会捐助点、应急救援物资生产供应商 (点) 、应急救援物资集散中心、应急救援物流灾区救助点及受灾群众所在的应急救援物资需求点, 以及公路、铁路、航空等主要运输通道作为脉络的网状结构;执行物流活动的组织构成物流组织网络的空间网状结构。应急救援物资通过这个网络, 迅速输送到受灾地区, 满足震灾救援需要。

2.1 应急物流网络节点

网络节点是该网络的关键组成部分, 是完成应急物资贮存、短暂停留和配送等, 以方便进行相关后续应急救援物流作业的场所。主要是指应急物资需求点或受灾点、灾区救助点、应急物资集散中心与物资供应源等, 具体含义如下:

(1) 应急物资需求点。

大规模地震灾害爆发, 地震灾害的震源所在地及周围受震灾影响的区域, 或者是震灾发生后受灾群众的转移安置地点, 应急救援物资需要配置输送到受灾地区或灾民避难场所。

(2) 灾区救助点。

根据抗震救灾需求可以将覆盖整个应急救援受灾地区划分为若干具有中转和配送能力的节点。在一定的区域范围内具有一定数量, 每个灾区救助点覆盖相应的需求点, 大规模地震灾害发生时, 能够承担应急物资发放任务, 将从救援物资集散中心分拨、配送来的救援物资及时而充足地提供给受灾群众, 依据救援物资的供应实况与灾民的实际需要相结合, 提高救援物资发放效率, 有效避免人为对救援物资处理不当或分配不公的现象。

(3) 应急救援物资集散中心。

在大规模地震灾害应急物流中, 主要负责对来自救援物资战略储备库、各方社会捐赠和紧急采购的应急救援物资进行仓储、中转、分拨和简要包装, 依据灾区需求实际情况, 发放灾区所需物资。在救援物资集散中心, 它除了承担救援物资的临时管理功能外, 还可以作为救援物资需求与供给的信息交换中心, 实时收集灾区群众对救援物资种类和数量的需求, 并依据轻重缓急, 快速、准确地将信息反馈给应急救援物资协调控制中心, 以协调救援物资的供需平衡。

(4) 应急物资供应源。

整个大规模地震灾害应急物流网络中应急物资的提供者, 震灾发生时, 对应急救援物资的种类、数量、供给速率等要求都较一般地震灾害要严格。虽然政府机构会在应急救援物资战略储备库里储存备用一定数量的常规救援物资, 但突遇大规模地震灾害的爆发, 储备的物资量必然没法满足灾民需要, 需要社会捐助, 或是启动合同储备或紧急采购, 直接从各类救援物资的生产供应商处进行调度供给。因而, 救援物资供应点具有社会性, 并且要求在尽可能短的时间里筹集到足够的救援物资, 物资来源广泛, 包括应急救援物资战略储备库、救援物资社会捐助点, 以及所有应急救援物资有关的生产供应商。

2.2 应急物流网络通道

大规模地震灾害将通往灾区的道路几乎全部破坏, 严重制约救援物资特别是大型救援设备到达灾区, 许多生命被压在断壁残垣的废墟下得不到及时救助而消失。应急物流网络通道主要指的是:集货运输通道、配送运输通道、分发运输通道等。

(1) 集货运输通道。

由于大规模地震灾害对救援物资需求在短时间内大幅度猛增, 致使应急物资战略储备库的物资储备量无法满足, 就需要启动合同储备或紧急采购, 从生产供应商处调度, 而且社会各界对应急救援物资的踊跃捐助都是从各地输送至震灾所在区域。从不同供应源筹措救援物资到救援物资集散中心的通道就是集货运输通道。

(2) 配送运输通道。

配送运输通道指的是应急物资从应急救援物资集散中心运输到各灾区救助点的通道, 是应急救援物资的一个中转运输线路, 该通道是确保应急物资可否顺利到达受灾群众的关键通道。其通道安排一定要表现出速度快、物资安全等特性, 实现应急物资配送的及时与准确。

(3) 分发运输通道。

应急物资分发通道是指应急物资从灾区救助点到救援物资需求点的通道, 该通道是应急救援物资送至受灾群众的最后一段通道, 以实现应急救援物资实用价值。

3 大规模地震灾害应急物流网络优化管理建议

优化大规模地震灾害应急物流网络的目的在于以设置合适数量的中转设施点来实现应急物流网络物资运输时间最短, 改善应急物流混乱无序的状态, 实现整个应急物流网络的有效运行。因而, 积极采取措施来保证应急救援物资能够及时准确有序的送达受灾地区, 对大规模震灾应急物流管理工作的高效推进具有重要意义。

3.1 建立应急物流协调控制机构

大规模震灾发生, 应急物资的需求会迅速增加, 短时间内积聚了来自四面八方的各类应急物资, 而物资的短时间内集中必然会带来物流问题。救援物资在与外界联通主要交通干道上的随意堆放、而灾区实际需求点的救援物资却严重匮乏;由于震灾导致的道路、通信网络中断, 灾区实际需求无法传递给外界, 常出现救援物资送至灾区, 却与实际需求差别甚远, 供需不对称, 在一定程度上造成了救援物资和救援力量的双重浪费。

应急物流协调控制机构的设置, 构建大规模地震灾害应急物流网络, 涉及救援物资临时集散中心的优化选择、路径选择和临时集散中心与各灾区救助点之间救援物资之间物资分发等问题。应急物流管理要求在短时间内, 应急物流协调控制机构对网络节点, 物资临时集散中心的选择、运输配送量等问题进行决策。

3.2 应急运输通道专用限行

在大规模地震灾害救援期间, 地震灾区临近区域的通向灾区路况较好的运输道路进行短期路段管理控制, 管控期间只允许政府、军队等正规救援队伍运输车辆通行;对于各类社会自发组织的救援运输车辆, 施行分时间段限量通行, 以保证该路段的通行秩序畅通。而在全国范围内, 对于运输调拨、紧急采购物资的运输车辆, 配备救灾专用通行证, 在应急物资调配和运输作业过程中, 简化行政审批流程和运输检验流程, 以提高物资筹集和配送运输速度, 提高应急物流作业效率, 更及时地为灾区群众提供物资保障。

3.3 搭建非常规应急物流信息管理平台

大规模地震灾害的爆发, 断裂的光缆、坍塌的交换机机房、基站因电力阻断而停止工作, 这都是对常规情形下现代通讯体系的致命一击。面对特殊状态, 对非常规应急物流信息管理平台的需求极为迫切。因而, 应急救援指挥中心就要搭建非常规应急物流信息管理平台, 及时启用传统的通讯工具, 例如:无线电报、摩尔斯码发报机、短波电台、卫星电话、空中预警, 甚至是信鸽传递等十分传统、却在紧急情形下受自然环境影响较小的各类通讯方式。针对这些特殊时期特殊工具的有序调用启动, 需要一个非常规应急物流信息管理平台对其进行协调控制、统筹全局, 调动各方通信运营商、军用战时通讯组织联动响应应急信息需求。只要能够及时将救援信息互通内外, 就是有效的通讯方式。对这些陈旧通讯工具的储备、运用等, 也需要常规化操练演习。特别是军事救援队伍, 针对应急信息的搜集、处理等工作, 除却常规化现代通讯设施工具的普及运用, 也要对非常规通讯方式的操作提高熟练性, 以有效应对战时或特殊灾害时期的信息传递任务。

3.4 建设专业应急救援队伍

专业的应急救援队伍是确保应急物流高效、应急救援工作高水平推进的人力资源保障。应急救援工作的及时展开, 不仅需要应急物资的及时供应, 还必须要有专业人员能够使用专用救生器械。应急救援队伍在抗震救灾一线作业, 对于专用的救援设备工具, 例如, 用于道路、桥梁抢修的一些大型专业救援器械的使用, 应急救援队伍的专业性突显, 他们必须具备对这些专用设备的操作技能, 也必须具有医疗、抢险等专业知识, 才能在第一时间实施救援行动。而且, 这些专业应急救援队伍平时的不定期操练演练也是非常重要的, 不仅能够对专业救援设备的持有、质量等情况进行了解, 还能在操练中提高专业应急救援队伍的业务水平, 这些对应急救援工作效率的影响都十分重要。

参考文献

[1]刘北林, 马婷.应急救灾物资紧急调度问题研究[J].哈尔滨商业大学学报:社会科学版, 2007, (3) :3-5.

[2]王宗喜, 徐东, 黄定政.关于应急物流规划的几点思考[J].中国流通经济, 2010, 6:20-22.

[3]葛春景, 王霞, 关贤军.应急服务设施轴辐网络布局的λ-鲁棒优化[J].工业工程与管理, 2011, (6) :45-50.

安徽地震信息网的优化改造 篇9

一、系统现状和主要问题 (图1)

1.1网络没有形成一体化的网络平台

网络中存在多个厂商设备, 组网方式较为混乱, 没有形成一体化的网络平台。SDH线路及Internet出口分别只有1台路由器和公网互联, 存在单点故障隐患。

1.2网络性能无法满足目前和未来的需要

网络中采用的出口路由器、核心交换机, 以及安全设备都在老化, 设备转发性能正在持续降低, 影响了整个信息网的数据传输。

1.3网络中核心数据无法进行有效的保护

由于安徽地震信息网及外网既承载着日常办公的数据, 又承载着地震局许多内部信息, 所以需要及时有效的保护关键数据, 防止数据被恶意的窃取、篡改等。现在的安全设备性能以及特征库、病毒库等防护能力都较弱, 无法对核心数据进行有效的可靠的持续保护。

1.4网络规模庞大, 网络运维的管理难度加大

随着信息网规模的不断扩大, 设备更替频繁、组网越来越复杂, 而且网络平台上应用系统的多样化、信息量的成倍增加, 都导致了网络系统维护的工作量和难度进一步加剧, 所以在确保信息网绝对安全可靠运行的前提下, 如何进行集中统一的管理也是亟需解决的问题。

二、需求分析与建设原则

本次网络系统的改造遵循统一规划、分步实施的指导思想, 网络的设计应满足当前需求的同时, 充分考虑到将来整个网络系统的投资保护和对新应用的支持。设计及实施充分遵循以下原则:

1、领先、标准的技术:整个网络系统在选型上采用国际领先技术, 符合有关国际标准, 使网络具有良好的开放性和兼容性。2、可扩展性:网络必须能够平稳地过渡到新的技术和设备, 充分考虑到未来网络升级的平稳衔接, 保证网络通讯介质、网络设计核心的向后兼容性。3、安全性:在内部网与外部网之间, 以及内部不同网段之间都需要建立安全控制机制;提供多种方式和层次的访问控制、通过使用网络用户身份识别、VLAN、包过滤、入侵检测及防火墙等技术来保证网络系统的安全性。4、高可靠性:整个网络系统有良好的可靠性及一定程度的冗余。5、高性能:为了及时迅速地处理网络上传送的数据, 网络设备必须具备高速处理能力, 提供高速数据链路, 保证网络高吞吐能力, 满足各种应用对网络带宽的需求。

三、网络方案设计与实施

3.1总体设计

本次网络改造设计为万兆光纤主干, 千兆以太网接入到桌面的设计思路;在中心机房设立核心交换区, 核心交换区的功能主要是实现网络服务器区、各楼层网络的互联互通, 保证网络流量的优化传输, 完成网络间数据流的高速转发。

3.2网络系统改造

所有外联路由器由1台扩展为2台;新增1台保密路由器和现有的保密路由器实现冷备组网;新增1台专网路由器和现有的专网路由器Cisco 3845实现主备和负载分担;新增2台VPN路由器替换原有的M582路由器, 实现与防火墙互联, 通过VPN连接中国局和各台站, 实现主备以及负载均衡功能, 避免了因为单台设备引发的单点故障以及性能瓶颈问题。新增网络管理软件, 实现对现有网络设备的管理。

3.3网络安全系统

新增入侵防御系统, IPS作为一种在线部署的产品, 提供主动的、实时的防护, 准确监测网络异常流量, 自动对各类攻击性的流量, 尤其是应用层的威胁进行实时阻断, 而不是简单地在监测到恶意流量的同时或之后才发出告警。IPS是通过直接串联到网络链路中而实现这一功能的, 即IPS接收到外部数据流量时, 如果检测到攻击企图, 就会自动地将攻击包丢掉或采取措施将攻击源阻断, 而不把攻击流量放进内部网络。

新增上网行为管理系统, 利用上网行为管理技术对所有访问互联网出口的用户要进行记录和安全审计, 以符合公安部82号令关于“互联网服务提供者和互联网使用组织记录并留存内网用户发生的各种网络行为日志, 包括登录和退出时间、账号、互联网地址或域名等信息, 且行为日志至少保留60天以上”等要求。

3.4主机和存储系统

新增磁盘阵列, 将所有数据集中存储, 其中重要应用采用FC协议连接, 普通应用采用ISCSI协议连接。

3.5备份容灾系统

新增备份容灾设备, 通过专业的数据存储管理软件, 结合相应的硬件和存储设备, 对前兆、测震、信息和办公数据备份进行集中管理, 从而实现自动化的备份、文件归档、数据分级存储及灾难恢复等。

安徽地震信息网于2012年4月全部完成 (图2) , 实现了重要设备在线式冗余, 远程网双链路保护, 重要应用双机热备, 先进的网络安全系统, 容灾备份系统, 防震减灾信息网负载均衡技术, 全网实时监控报警管理, 内网、外网、政务网、财务网四网物理隔离, 万兆主干、千兆桌面。极大改善了安徽省防震减灾各类系统的基础支撑条件, 大大提高了系统的长期安全稳定运行和服务保障能力。

参考文献

[1]蒋春曦.省级行业信息服务系统的设计与实现.电脑知识与技术.2012.

[2]王剑.计算机网络及信息安全体系研究.信息通信.2014.

地震信息网络 篇10

1 网络传输的具体设计和操作

地震数据的网络传输网络的整体架构是由核心层和接入层组成, 整个网络采取的是拓扑结构, 从办公网和业务网相互连接, 又在功能上相互的逻辑隔离, 在整个网络过程中业务网提供网络接入, 并由应用服务子系统、数据服务子系统以及应急子系统组成, 在各个子系统间通过核心交换的设备达到高速数据交换。具体设计如下:

1.1 IP地址的规划

地震局的网络IP地址一般使用全国网总体的要求总体规划地址段10.21.X.X

1.2 台站局域网的设计与综合布线

台站的光端机与协议转换器是由移动公司提供的, 日常的维护依然是移动公司的职责, 不同的网络是由路由器进行连通的, 并选择数据传送的路径, 并隔离非法的访问。协议转换器将SDH的光端机的E1信道转换成V.35的数据通道, 并与路由器V.35数据接口相连接, 实现不同的网络设备接口间的匹配, 。不同的地震台站的局域网是采用星型的拓扑结构, 并有中央结点和通过电到点链路接到中央结点的各个站点组成, 具有简单, 易管理和维护的优点。

但是在整个网络系统中, 交换机的使用往往容易被忽略, 在实际的工作中会出现与外网相连接的情况, 部分台站还出现不管访问地震系统的内网还是外网, 都只有一个交换机在使用的问题, 这样地震数据被窃取的几率就会增加, 此时要进行不断的检测, 并在发现后及时的把内往网相互隔离, 保证地震数据的安全问题。

1.3 省局局域网的设计

省局局域网的网络设备Vlan和用户Vlan的划分并且在局域网症使用了DHCP的动态主机配置协议, 用户在不设定IP地址;子网掩码;网关地址;DNS地址时自动获取到这些信息, 就不会出现用户设置以上内容错误时所导致的不能正常使用网络或是IP地址冲突的问题。

VLAN又称为虚拟局域网, 是在交换局域网的基础上, 运用网络传输软件构建的可跨越多个网段的逻辑网络。具有控制广播风暴的产生;提高网络安全性;使网络管理简单、直观;并任意的将工作站在工作组合子网之间移动减轻网络管理和维护工作的负担的优点。

1.4 台站到省局区域中心的网络设计

在不同的宽带光纤接入网的技术中, 台站到省局区域中心采取的线路是2MSDH, 这种技术的接入网络是最为普遍的, 为不同速度的数字信号的传输提供相应等级的信息结构。具有统一的比特率, 很强的网管能力, 和自愈的保护性。

2 地震数据网络传输系统的应用和展望

在地震数据传输网络成功设计与具体实施后, 现阶段已经完成了如下工作:

2.1数字地震观测网络完成后, 省局一个中心点 (局域网) 的设备有机的结合到一起, 发挥了高速数据传输的目的。

2.2使得地震数据的存储和备份有了保证, 地震数据得到了共享。

2.3前兆数据工作方式得到了保证。省局前兆中心向节点地震台读取数据, 中国地震前兆数据中心向省局前兆中心读取并采集数据的工作方式形成并走向成熟化。

2.4地震测量数据得到实时传输和处理。省局的测震数据中心及时的接收测震数据, 并通过网络识别各台的地理位置, 返回其周边各台测震数据, 对数据进行处理。

随着科技的不断进步, 地震数据的网络传输系统会随着科技的进步不断的有新的发展, 使得地震数据的网络传输系统结构更加的完善, 更准确的提供高质量的地震数据, 以便对地震信息更好的掌控。

3 结束语

地震数据的测量和传输是一项重要的工作, 网络传输系统的设计和应用是对这项工作的最大的支持, 虽然只是作为处理系统的一个小的分支, 但是在地震数据处理系统中却也居于核心的作用, 同时它也是一个比较复杂的系统工程, 其方便程度直接影响着软件的生命力。

参考文献

[1]田继东.地震资料处理并行模型研究[J].内蒙古石油化工.2011 (11)

[2]陈德刚.并行迭代叠加方法的实现[J].江汉石油科技.2011 (03)

人工神经网络在地震预测中的应用 篇11

地震是一种严重的自然灾害,具有不可预测性、破坏性大、不可防范性等特征。目前,国际上还不能够准确预测出地震将要发生的时间和强度。由于地震学异常与地震之间存在着一定的不确定性因素,且一种地震学指标通常只出现在某一次地震中,所以地震学指标的单一适用性体现出自身的局限性。截止现阶段,我国地震研究学者一直为确定预测结论的权值和各指标组合时相互间的非线性联系对最终预测结论产生的影响问题而烦恼,为此,利用神经网络为解决上述难题打开了缺口,有助于进一步提升地震预报的精确性。本文针对于人工神经网络在地震预报中的应用做了分析和研究。

1 人工神经网络知识

人工神经网络实质上是一种以模仿人脑结构及其功能的信息处理系统。其通常受两方面因素的影响:一方面是网络的学习和运行规则,即网络中连接权值的调整规则;另一方面是网络的拓扑结构,即人工神经元之间相互连接的方式。

1.1 人工神经元的结构

在图1中,x1,x2,…,xi,…,xn是指来自其他神经元轴突的输入,wj1,wj2,…,wji,…,wjn是指神经元1,2,…,i,…,n与第j个神经元的突触联结强度,即权值。权值包括正权值和负权值,不同的权值表现出不同的涵义,即正权值表示兴奋型突触,负权值表示抑制型突触,而f(·)表示转移函数,又称之为激活函数,其具有模拟生物神经元等功能。

1.2 人工神经网络的拓扑结构

就人工大脑皮层来说,其具有多层结构(横断面上具有3层～6层神经细胞)。同时人工神经网络也按照层次排列。另外,多层网络由单层网络级联而成,即网络中各神经元可接受前一层各神经元的输出,而介于输出层和输入层之间层被定义为隐层,隐层通常不与外部发生联系,因为有隐层的存在使得人工神经网络对信息的处理能力大幅度提高。人工神经网络受引入隐层及其非线性转移函数的影响,使其具有实现矩阵X转成矩阵Y的任意非线性映射的能力。

1.3 人工神经网络的工作过程

自主学习能力高是人工神经网络的显著特性。一般情况下,人工神经网络只有经过训练才能够存在某种智能。就人工神经网络来说,其学习和工作过程中实质上便是网络输入样本模式的过程,之后,运用学习算法对网络各层的权矩阵做出有效调整,直至网络的各权值收敛到一定值,从而宣告学习和工作过程结束。

2误差反传播(Error Back Propagation)算法:BP算法

BP算法是误差反传播算法重要的组成部分。本章将针对于BP算法相关内容做出全面分析:近年来,BP网络在我国突飞猛进的发展,并在较短的时间内遍及各领域,如图像识别、预测预估、数据压缩、语声变换、自动控制以及模式辨识等。据有效统计显示,截止现阶段,我国应用BP算法的神经网络已达到80%,为此,实现BP算法在地震预报中的应用,将能够取得良好的成效。

BP算法的学习过程由信号的正向传播和误差的逆向传播两个过程组成。信号的正向传播步骤为:输入样本→输入层→各隐层(处理)→输出层;误差的反向传播步骤为:输出误差(某种形式)→隐层(逐层)→输入层。同时,BP算法的实现步骤为:初始化→输入训练样本对,计算各层输出→计算网络输出误差→计算各层误差信号→调整各层权值→检查网络总误差是否达到精度要求。信号的正向传播和误差的逆向传播的各层权值调整过程是周而复始进行的,而权值调整过程实质上为神经网络学习的过程,该过程需进行到将网络输出的误差减少到可接受的程度为止。

每组数据有6个项目作为输入,目的是预测震级,因此选择输入层为6个节点,输出层为1个节点,隐层节点采用几何金字塔规则确定为2个。因为单极性Sigmoid函数g(s)=1/(1+e-λs)s可使同一网络既能处理小信号,也能处理大信号,所以作为转换函数。

累计误差BP算法的具体步骤:

先给出P个训练对(X1,T1)…(Xi,Ti)…(Xp,Tp)。

1)预置较小的随机权矩阵。

2)施输入模式Xp于网络,计算各层的输入:

$Y(s){}_j=f[{\displaystyle \sum W}(s){}^{ji}Y(s-1){}^i$。

其中,Y(s)j为s层上第j个神经元的输出值;W(s)ji为s-1层第i个神经元至第s层第j个神经元的连接权。

3)修改权值:

W(s+1)ji=W(s)ji(t)+ηe(s)jXti。

其中,Xti为该权值的输入信号;η为学习率;t为学习次数;e(s)j为s层第j个神经元的误差。

对于中间层的神经元:

e(s)j=Xi(1-Xi)∑e(s)kW(s)kj。

对于实际输出:

e(s)j=Yi(1-Yi)(tj-yj)。

其中,tj为第j个神经元的期望输出。

4)计算全局误差:

$E=\frac{1}{2}{\displaystyle \sum {\displaystyle \sum (}}t{}^j‚p-y{}^{j}p){}^2={\displaystyle \sum E}{}_p$。

5)返回步骤2),向网络加下一个模式对,直到P个模式对均循环一遍,再进行步骤6)。

6)若E<Emax(预先设定值),则停止;否则,令E=0,返回步骤2)。

3 神经元的选取、内符检验与预测效能评估

3.1 神经元的选取

为满足神经网络的需求,输入需为影响输出的因素,并且各输入变量间不存在任何相关性且选定的输入变量数必须具有足够的代表性。当输入变量数超过网络隐层节点数时,此时神经网络便能够充分揭示其间隐藏的各种规律,并使神经网络获得较强的外推能力。本文将以福建及其沿海东经117°～120°,北纬22°～26°范围内的地震在时间、空间、强度为例,以频度、蠕变、能量、b值、缺震以及η值指标的29组数据为网络输入,输出该地区下一年可能发生地震的最大震级。

3.2 迭代次数的确定

训练次数是影响神经网络外推能力的核心因素。在隐层结点确定的情况下,神经网络可能出现训练次数问题,即训练次数过大时,神经网络将呈现“训练过头”现象,此时,训练误差减少,测试误差增大,外推能力大幅度下降;反之亦然。因此,神经网络需合理控制训练次数,从而将训练误差和测试误差控制在最佳状态,将外推能力提升到最大限度。

3.3 内符检验与预测效能分析

在确定神经元、训练次数的前提下,需要内符检验神经网络对地震预报震级的效能及其预报精度。由内符检验情况表1可知,当前,我国神经网络模型识别训练样本准确率过低,如取|ΔM|≤0.5,内符检验正确率为97%。同时,若运用交叉法检验外推能力,将相同的训练样本划分为10,10,9三个子集,当开展检验时需随机抽调一个子集,仅由剩下的子集参与训练,从而实现神经网络外推能力的测试,其分析结果如表2所示,由该表可计算出最大预测震级与实际震级之差,为0.6。如限定|ΔM|≤0.5为预报正确,此时地震预报震级的准确率为86%,之后开展内符检验及预测效能分析,以检验和分析结果为依据构建高精确度的神经网络模型。

4 应用实例

神经网络模型的应用需以2011年某地区的地震学指标:频度、蠕变、能量、b值、缺震以及η值作为其输入,预报该地区2012年的最大震级,即4.7±0.5,此预报结果用事实得到了进一步验证。

综合上述,BP神经网络在地震预报中应用时,使选定的各个指标间“集体”智慧得到充分验证,进一步提升了地震预报的准确度,通过分析和研究神经元的选取、层面的确定和迭代次数的变化能够体现出神经网络预测效能的主观随意性。基于不同作者构造神经网络模型时具有不同的输入、训练次数,因此其所得的结果存在着较大的差异,以此表明,无论哪种预测方法均存在着一定的局限性。究其原因在于:一方面,本文选用的测震学指标仅是地震活动的表象的指标,与发震物理实质的指标关系不大;另一方面,所选取的指标难以满足输入元相互完全的“独立性”要求。

摘要：对人工神经网络的拓扑结构及工作过程作了简要介绍,并对人工神经网络在地震预报中的应用进行了分析,分析结果表明,采用BP神经网络进行地震预报,能够进一步提升预报的准确性。

关键词：人工神经网络,地震预测,BP算法

参考文献

[1]王晓霞,王涛,谷根代.基于改进粒子群优化的神经网络及应用[J].华北电力大学学报(自然科学版),2009,36(5):99-102.

[2]王凤,黄力宇,张宇翔.基于MATLAB的BP预测模型在地震前兆预测中的应用研究[J].华北地震科学,2009,27(1):48-51.

[3]杨居义,易永宏.基于BP神经网络的地震预测研究[J].微电子学与计算机,2008,25(10):129-132.