圣翔電子科技有限公司及其專利發(fā)明地震預(yù)警機(jī)

巖松+張瓊+舒鵬

地球像個(gè)淘氣的孩子，喜怒無常且難以捉摸。這一點(diǎn)，從我們熟悉的地震就能深切感知。

目前對于人類而言，地震預(yù)報(bào)的確有太多的技術(shù)局限。而正因?yàn)闆]有十足把握，所以預(yù)報(bào)也必然要慎之又慎。任何一次誤報(bào)都可能引起社會(huì)的恐慌。

災(zāi)難總是會(huì)讓人痛徹心扉，智慧也決不答應(yīng)人類輕易俯首稱臣。如何集納并創(chuàng)新地震科研技術(shù)，如何在技術(shù)困局中找到最佳的突破點(diǎn)？如何規(guī)避掉現(xiàn)實(shí)障礙而在創(chuàng)新思路上另辟蹊徑？面對種種問題，圣翔電子科技公司的高顯文和儂建新的創(chuàng)新之路，帶給了人們一些啟發(fā)和思考。

現(xiàn)實(shí)困境：中國地廣走老路不現(xiàn)實(shí)

據(jù)媒體報(bào)道，1966年可以看作一個(gè)節(jié)點(diǎn)，那一年中國發(fā)生了著名的邢臺大地震，8000余人喪生，3.8萬余人受傷。有一位老人跟周恩來總理說：“出現(xiàn)這么大的災(zāi)害，能不能做到在震前給老百姓打個(gè)招呼呢？”回望當(dāng)年，正是那時(shí)的領(lǐng)袖激勵(lì)了許多人的預(yù)報(bào)情結(jié)，也讓他們從此歷盡悲歡。要“研究出地震發(fā)生的規(guī)律來”，周恩來總理對年輕的學(xué)者們說。接下來中國進(jìn)入為期十年的強(qiáng)震活躍期。因?yàn)槭艿娇涨暗闹匾?，?dāng)時(shí)中國越來越多的學(xué)者都投入進(jìn)來，地震研究卻頗有“顯學(xué)”之態(tài)。包括地質(zhì)學(xué)家李四光、氣象學(xué)家竺可楨、石油系統(tǒng)的權(quán)威翁文波等都被抽調(diào)來搞地震研究。歷史學(xué)家們也不示弱，用找尋歷史地震的方式進(jìn)行研究。

那時(shí)地震預(yù)測的科學(xué)研究得到空前重視，隨后幾年中國發(fā)生了多次7級以上大地震，國家地震局于1971年8月正式成立。至此中國社會(huì)一直持著對地震研究的熱情。

正如圣翔電子董事長兼總經(jīng)理高顯文接受采訪時(shí)說的那樣，發(fā)展到今天，地震科技及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，仍舊沒有具體的現(xiàn)成的道路可走，尤其過去的研究遭遇瓶頸的情況下要想有所突破，都得靠自己去摸索創(chuàng)新，這對于任何致力于這一領(lǐng)域的企業(yè)或技術(shù)專家來說，都是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。

圣翔電子的總工程師儂建新也坦言，在地震科研領(lǐng)域，針對地震預(yù)測，現(xiàn)在科技還達(dá)不到這個(gè)水平，為什么呢？雖然我們現(xiàn)在上天可以去月亮，甚至我們可以發(fā)射探測器到火星上去探測，因?yàn)閷τ谀壳皝碚f，上天比入地要容易的多。對于地震，我們?nèi)祟惉F(xiàn)在還沒有辦法深入到具體的地震源去探個(gè)究竟，這個(gè)東西對我們現(xiàn)在仍然是一個(gè)不解之迷，這是個(gè)很遺憾的問題，因?yàn)槲覀兊目萍棘F(xiàn)在達(dá)不到這個(gè)水平，我們沒有辦法來直接探測地震源這個(gè)對象。

科技界現(xiàn)在對這方面研究只能說地震預(yù)警。預(yù)警，全世界都有很多人在做。有很多專家學(xué)者都在做這個(gè)事情，世界上有很多科技人才都在為這個(gè)事情而奮斗，但是這個(gè)成效不是很大。現(xiàn)在世界各國預(yù)警的策略，都是采取這樣一個(gè)模式，就是在地震多發(fā)的地區(qū)采取密集的鋪點(diǎn)，增加測定站的數(shù)目，然后把信息搜集以后，由預(yù)警中心分析后做預(yù)警，基本走的是這樣一條路，美國和日本都是這樣。我們國家現(xiàn)在也是如此。但這條路對我們國家來講是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)槲覀兦皫滋扉_專家評議會(huì)的時(shí)候，與會(huì)專家們也都講，這種方法不太現(xiàn)實(shí)，也沒有多少用處，因?yàn)槲覀儑业赜蛱珡V，人口太多，情況太復(fù)雜，你沒有那么多的資源，沒有那么多人力和財(cái)力去完成。

根據(jù)規(guī)定，地震預(yù)報(bào)涉及政府決策，所以國家規(guī)定所有地震預(yù)測意見必須經(jīng)過省級地震預(yù)報(bào)評審委員會(huì)審核，然后上報(bào)中國地震臺網(wǎng)中心和省級政府，最后由省級政府根據(jù)地震部門的預(yù)測意見向社會(huì)發(fā)布。這個(gè)中間就有一個(gè)時(shí)間的問題。

獨(dú)辟蹊徑：立足家庭獨(dú)立預(yù)警

既然有著諸多的困境和障礙，那么地震研究和預(yù)報(bào)不妨轉(zhuǎn)化一下思路。

具有創(chuàng)新精神的高顯文和儂建新憑借著多年來對地震研究的積淀，他們的創(chuàng)新智慧在艱難卓絕的探索前行中終于走出一條光明之路。

據(jù)儂建新介紹：“我們走的是另外一條路，我們走的這條路和所有以往的都不一樣，是一條與眾不同的路。我們的基本思想是立足震區(qū)、立足家庭，獨(dú)立預(yù)警，自主防控，最大限度的降低防控成本和防控風(fēng)險(xiǎn)。

儂建新具體解釋道：“這里的風(fēng)險(xiǎn)是社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)，就是經(jīng)濟(jì)，人民的生命財(cái)產(chǎn)受到的損失；還有一個(gè)是政治風(fēng)險(xiǎn)，以前沒有人提過這件事。所以我們的想法就是讓老百姓家里自己擁有這個(gè)設(shè)備，獨(dú)立預(yù)警、自主防控，我們是這樣一種思想?！?/p>

在這種思想的指導(dǎo)下，圣翔電子開始了他們的智慧創(chuàng)新之路。儂建新說，要研制地震預(yù)警裝置，首先要攻克地震預(yù)警的技術(shù)難關(guān)，于是他們開始了艱苦的攻關(guān)歷程。以往地震檢波器本身具有固有的技術(shù)特征。以往使用的地震檢波器大致有這樣幾類。第一類，機(jī)械式地震檢波器；第二類，半導(dǎo)體式地震檢波器；第三類，電磁式地震檢波器。但這些傳統(tǒng)的檢波器都有著各自的缺陷，機(jī)械式的地震檢波器沒有電信號輸出，不適合用來做實(shí)時(shí)地震數(shù)據(jù)的分析計(jì)算；半導(dǎo)體式的檢波器由于它本身存在較大的熱噪聲，在地震信號微弱時(shí)容易造成設(shè)備的分辨率降低而無法工作。

至于電磁式地震檢波器，儂建新說，其基本原理是在檢波器里放置一個(gè)磁鐵，在磁鐵的磁回路上安置一個(gè)彈性連接并且能和磁鐵做相對運(yùn)動(dòng)的線圈。當(dāng)電磁式地震檢波器受到振動(dòng)時(shí)，線圈感應(yīng)輸出信號電流，這就是電磁動(dòng)圈式地震檢波器，它在地質(zhì)勘探上得到了廣泛的應(yīng)用。電磁式地震檢波器的這種結(jié)構(gòu)已經(jīng)沿用了一百多年。

為了使電磁式地震檢波器能夠適應(yīng)地震波的低頻特點(diǎn)，人們想了很多辦法來增加線圈和線圈架的質(zhì)量。但是，另一方面根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律可知物體運(yùn)動(dòng)的加速度跟物體受到的作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。在地震檢波器線圈受到的作用力不變時(shí)，它運(yùn)動(dòng)的加速度與它的質(zhì)量成反比。地震檢波器線圈質(zhì)量越大檢波器輸出的信號就越小。在電磁動(dòng)圈式地震檢波器中兼顧地震波的低頻特點(diǎn)和提高檢波器的靈敏度是相互矛盾的。能做出靈敏度提高幾倍的電磁動(dòng)圈式地震檢波器也是技術(shù)上的一個(gè)進(jìn)步。這種思維模式也困擾了科學(xué)家很多年。經(jīng)過多年的探索，儂建新用逆向思維思考，如果在電磁式地震檢波器中讓線圈固定，讓質(zhì)量大得多的磁鐵相對線圈做運(yùn)動(dòng)。這就是動(dòng)鐵式地震檢波器。這樣一來電磁式地震檢波器的缺點(diǎn)就變成了優(yōu)點(diǎn)。

地震震源釋放出來的能量最終要以它周圍的物體做功的形式來消耗掉。在震中距為特定值的一個(gè)點(diǎn)上物體做的功等于力乘上距離，力等于質(zhì)量乘以加速度。在特定的點(diǎn)，地震造成某物體的加速度是一個(gè)定值，它的質(zhì)量越大所做的功也就越大。在動(dòng)鐵式地震檢波器中質(zhì)量越大的磁體，它所做的功也越大，這部分功最后轉(zhuǎn)換為信號電流輸出也就越大。動(dòng)鐵式地震檢波器這種能量的轉(zhuǎn)化輸出現(xiàn)象，與原來的動(dòng)圈式地震檢波器剛好相反。這樣就可以很容易的增加動(dòng)鐵式地震檢波器磁體的質(zhì)量和線圈的尺寸。將電磁式地震檢波器的靈敏度和信噪比提高幾十倍。使地震波的監(jiān)測和分析得以在復(fù)雜的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)；使我們能在地震的發(fā)生起始階段作出預(yù)警，使預(yù)警更有價(jià)值。

高瞻遠(yuǎn)矚破難題

地震研究是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的課題，所有的創(chuàng)新和探索如何在實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)突破、如果缺乏可操作性，那么再好的理論也終究沒有價(jià)值和意義。

萬事俱備，有了專業(yè)的理論依據(jù)，高顯文和儂建新帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)潛心研究，2009年，國內(nèi)首臺地震臨震報(bào)警儀模型問世。為了讓它能夠在工廠批量生產(chǎn)，他們一方面成百上千次的修改設(shè)計(jì)圖紙，另一方面赴云南各地以及上海、深圳等地有關(guān)的工廠，反復(fù)協(xié)商、修改、制作，同時(shí)他們自己動(dòng)手研發(fā)各種零部件樣品。終于開發(fā)出了全新的“地震預(yù)警機(jī)系列（新型地震臨震報(bào)警儀、地震預(yù)警機(jī)）”，獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局的認(rèn)定，獲得中國發(fā)明專（專利號：ZL 2011 1 0258852.7 ） 、中國實(shí)用新型專利（專利號：ZL 2011 2 0328635.6） 和機(jī)器外殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專利（專利號：ZL 2012 2 0570671.8）等三項(xiàng)專利證書。地震預(yù)警機(jī)的誕生，標(biāo)志著我國地震預(yù)警工作邁上了新的臺階，在地震科學(xué)界譜寫了新的歷史篇章。

地震預(yù)警機(jī)應(yīng)用“高靈敏動(dòng)鐵式地震檢波器”尖端科學(xué)技術(shù)原理，對地震進(jìn)行解析。分為模擬通道和數(shù)字通道兩類。分別叫做地震臨震報(bào)警儀和數(shù)字式地震預(yù)警機(jī)。模擬通道直接應(yīng)用監(jiān)測信號控制報(bào)警系統(tǒng)；數(shù)字通道將監(jiān)測信號數(shù)字化后，可準(zhǔn)確鑒別普通震動(dòng)與地震波。該儀器具有靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)，能夠準(zhǔn)確及時(shí)地發(fā)出危險(xiǎn)預(yù)警信號。同時(shí)，該裝置還含有防盜報(bào)警功能，因此在日常的生活中也具有一定的作用。

發(fā)明了地震臨震報(bào)警儀后，儂建新開始考慮從混雜在一起的微弱電信號中把地震信號分離出來，可以用它檢測出的地震信號控制供電、供水、石油液化氣、醫(yī)院給氧管道等設(shè)施以降低地震造成的次生災(zāi)害。他們新研發(fā)的地震預(yù)警機(jī)對檢測出的電信號每秒鐘采樣300個(gè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)的對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評判它們是否地震信號，需要進(jìn)行每秒一千萬次以上的運(yùn)算，這個(gè)要求對現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)來講簡直是輕而易舉的。

地震預(yù)警機(jī)的設(shè)防要求，按照中國國家地震標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 17742-1999） ，對發(fā)生地震進(jìn)行預(yù)警設(shè)防。設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)按《中國地震烈度表》中規(guī)定的六度至七度設(shè)防（相當(dāng)于距離震中30公里范圍內(nèi)的里氏五級至六級地震進(jìn)行設(shè)防）。在建筑物或人們的住所發(fā)生危險(xiǎn)前，地震預(yù)警機(jī)會(huì)發(fā)出危險(xiǎn)預(yù)警信息，讓人們快速逃生避險(xiǎn)。

地震預(yù)警機(jī)系列樣機(jī)通過了重慶交通科研設(shè)計(jì)院橋梁工程結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、云南省工程抗震研究所的嚴(yán)格檢驗(yàn)鑒定。該儀器的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了《中國地震烈度表》的六度（一檔）和七度（二檔）的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用該機(jī)的測控功能，可有效地抑制電力、供水、石油煤氣管道等因地震引發(fā)的次生災(zāi)害。

守護(hù)生命：產(chǎn)業(yè)前景難以估量

致力于創(chuàng)新的高顯文和儂建新，始終懷著一顆對科學(xué)無比熱愛的心，不斷地開拓眼界和科研思路。他矢志不渝的探索讓他們逐漸具備了開拓創(chuàng)新的魄力，也讓他們更加懂得了科研產(chǎn)業(yè)者的社會(huì)價(jià)值和使命。科技是第一生產(chǎn)力，但科技的發(fā)展從來都不是盲目的，必須瞄準(zhǔn)現(xiàn)實(shí)需求。只有這樣，科研成果才能完成與產(chǎn)業(yè)的順利對接，也才能真正完成社會(huì)生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化。

高顯文和儂建新在地震科研的創(chuàng)新探索，從一開始就是沖著最終的產(chǎn)業(yè)實(shí)踐，而其的技術(shù)理論也成就了這樣一種“產(chǎn)研”的融合。雖然他們也曾遭遇重重困難，也曾遭遇各種挑戰(zhàn)，但是他們百折不撓的堅(jiān)持了下來。

儂建新介紹說：“我們開發(fā)的地震預(yù)警機(jī)系列，目前已經(jīng)掌握了兩項(xiàng)核心技術(shù)，一個(gè)是高靈敏動(dòng)鐵式地震檢波器，另外一個(gè)是單片機(jī)數(shù)字化地震波形自主實(shí)時(shí)分析研判，這兩項(xiàng)核心技術(shù)具有很大的競爭優(yōu)勢，能夠有效提高企業(yè)的核心競爭力?！钡卣痤A(yù)警機(jī)應(yīng)用“高靈敏動(dòng)鐵式地震檢波器”尖端科學(xué)技術(shù)原理，對地震進(jìn)行監(jiān)測。

產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化必須具備三個(gè)前提：一是技術(shù)創(chuàng)新性強(qiáng)，二是實(shí)踐效益高，三是可以輕松轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品。據(jù)了解，與以往的任何一種地震測報(bào)設(shè)備相比較，高顯文和儂建新帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)明的地震預(yù)警機(jī)系列具有體積小、靈敏度高、測報(bào)準(zhǔn)確、抗干擾、小型化、民用化等新特性。其最主要的功能是地震預(yù)警，完全可以有效的讓人們有一定的時(shí)間逃生避險(xiǎn)。因此該儀器適用范圍非常廣泛，適用于機(jī)關(guān)辦公室、家庭、學(xué)校、醫(yī)院、商店等人口密集的地方，同時(shí)電力供電系統(tǒng)、石油煤氣管道、自來水供水系統(tǒng)等也屬于重點(diǎn)防范目標(biāo)。尤其適用于地震易發(fā)地區(qū)，能夠及時(shí)通知人們地震的來臨，從而提前加強(qiáng)預(yù)防措施，最大程度減少損失和保障生命安全。

如果在城市供水系統(tǒng)安裝一個(gè)地震預(yù)警機(jī)，不僅可以在地震前夕報(bào)警，還能在危急時(shí)起到閥門的開關(guān)作用，有效保證城市供水系統(tǒng)的安全。高顯文說，對于城市供水系統(tǒng)，一旦發(fā)生地震災(zāi)害就可能引發(fā)不可想象的次生災(zāi)害，但是如果在地震來臨之前，地震報(bào)警儀能夠準(zhǔn)確的預(yù)測并發(fā)出警報(bào)，同時(shí)將閥門關(guān)閉，防止水肆意流出，就能減少巨大的經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)然，這同樣適用于電力、石油、燃?xì)獾鹊耐庑?，能夠真正有效的保護(hù)人民群眾的生命安全，抑制次生災(zāi)害的再次發(fā)生。

該儀器采用高靈敏動(dòng)鐵式地震檢波器檢測地震波，為被檢測環(huán)境提供安全保障。它對地震波進(jìn)行分析研判依據(jù)的是波形而不是信號強(qiáng)度，這就為地震監(jiān)測預(yù)警設(shè)備城鎮(zhèn)復(fù)雜環(huán)境應(yīng)用打通了道路。

社會(huì)價(jià)值，這正是科學(xué)研究的起點(diǎn)也是終極目標(biāo)。而循著這樣的思路走過來的圣翔電子，他們的創(chuàng)新產(chǎn)品注定寄托了更多的對生命的體悟，以及凝聚了更多的社會(huì)思考。

結(jié)語

地震研究尤其是地震預(yù)報(bào)方面的創(chuàng)新，是一個(gè)特殊的領(lǐng)域，高顯文和儂建新并不僅僅比別人更有毅力和膽識，只是他們認(rèn)為，他們艱苦卓絕的奮斗和探索是一個(gè)非常值得的追求，因?yàn)樗麄兛吹搅松诘卣鹈媲笆悄敲创嗳酰麄兊膱?jiān)持和執(zhí)著最終是源于對生命的尊重。

高顯文和儂建新所選擇的這條路未來也許仍將崎嶇坎坷。但正如高總所說的那樣，“困難是有的，笑一笑，挺一挺它就過去了。現(xiàn)在回頭去看看，過去走過的路和遇到的那些困難，不算什么困難。我對過去的事情從來不說“后悔”二字，因?yàn)檫@個(gè)困難不管是在什么時(shí)候、什么條件下它都可能會(huì)發(fā)生的，而且沒有人會(huì)同情你。所以，我們要正確面對一切困難，挺一下，就讓它過去吧?！?/p>

樂觀是任何一個(gè)優(yōu)秀企業(yè)家所必須具備的特質(zhì)。接下來，他們希望有更多的人能參與進(jìn)來，共同來開發(fā)，讓這項(xiàng)創(chuàng)新成果綻放出其應(yīng)有的芬芳。

首先，作為一家創(chuàng)新企業(yè)，高顯文希望他們能真正走出去，和大專院校和科研機(jī)構(gòu)聯(lián)姻，共同完成地震預(yù)警機(jī)系列的產(chǎn)業(yè)化，完成我們國家這個(gè)地震預(yù)警設(shè)備。其次對這個(gè)創(chuàng)新產(chǎn)品，應(yīng)該逐步建立一個(gè)強(qiáng)大的基地，促使產(chǎn)品的規(guī)?；?、系列化，這樣才能更好的、更系統(tǒng)的為國民生產(chǎn)、生活服務(wù)。隨著更多人的參與，高顯文希望他們的科技成果凸顯出難以估量的社會(huì)效益。

優(yōu)秀的科研工作者從來都不是停留在理論層面的論道者。他們對創(chuàng)新的探索，始終飽含了其對社會(huì)的思考，對生命的思考。

優(yōu)秀的企業(yè)家從來不是單純的物質(zhì)財(cái)富創(chuàng)造者。他們對財(cái)富價(jià)值的執(zhí)著追求、對產(chǎn)業(yè)模式的探索創(chuàng)新，始終為社會(huì)發(fā)展帶來冷靜的思考。而他們對待事業(yè)的觀念和執(zhí)著的精神，也在潛移默化地影響著一個(gè)時(shí)代的創(chuàng)新觀，從而為社會(huì)風(fēng)尚注入新的內(nèi)容。

“把脈地球，守護(hù)生命”，在高顯文和儂建新這樣執(zhí)著的堅(jiān)持下，在未來更多的機(jī)構(gòu)和個(gè)人參與下，相信未來地震預(yù)警逐漸走向地震預(yù)報(bào)的夢想將會(huì)實(shí)現(xiàn)，我們的中國夢一定會(huì)實(shí)現(xiàn)。