在高263.6米的襄阳大厦脚下仰望，你会感叹，现代建筑技术能让人站得更高。参加“防震减灾高质量发展进行时”湖北行主题采访，记者走进了这座位于武汉市武昌区的庞然大物，通过湖北省地震局有关专家的讲解介绍，了解到防震减灾新技术如何让建筑，特别是这种超高层建筑“站得更稳”。

电梯的“消防模式”很多人知道，但电梯的“地震模式”，可能就不是那么家喻户晓了。同样是在这次采访中，记者在湖北省地震局办公楼安装了“地震开关”的电梯中，见证了在“破坏性地震”作用下，电梯如何实现自动紧急处置，极大地降低人员被困风险。与电梯“地震开关”作用类似的还有燃气“地震开关”——靠自动切断燃气确保震时安全。

随着我国城市化进程的快速推进，大城市防灾减灾需求旺盛，对进一步深化科技服务提出了新的更高要求。湖北省地震局利用专业技术优势服务、保障防灾减灾救灾工作，努力开创“防震减灾+”服务新局面，以科技赋能城市地震灾害风险感知。

传感器实时监测建筑结构“健康”状况

●建筑结构地震安全监测系统也被称为轻量化结构台阵技术系统，是城市地震灾害风险感知和评估的重要手段。

●如今，在武汉市百余栋超高层建筑中已设置了建筑结构地震安全监测系统，形成了全国最大规模的超高层建筑强震动监测台阵。

4月3日清晨，我国台湾地区花莲近海发生7.3级地震。远在1000公里之外的襄阳大厦的结构台阵记录到了这次地震事件。本次地震中，襄阳大厦的晃动幅度只是同类建筑在地震时保持正常使用功能的楼面加速度最高值的零头。专家形容，这次千公里之外强震的影响，对于襄阳大厦就像一阵风吹过一样。

襄阳大厦是一座由地上58层的超高层塔楼和地上5层裙房组成的超高层综合体，采用框架—核心筒结构。大厦同时处在长江、沙湖之畔，是江城特色地貌、气候中的公共建筑。据武汉地震科学仪器研究院技术专家介绍，2023年，由不同数量的多类型监测传感器组成的监测台阵在该大厦正式运行。

该系统实现了对大楼结构安全监测数据的实时采集、分析、预（报）警信息快速推送和震害报警处置。该专家形象地说，狂风来了，超高层建筑的摇摆幅度在监测中清晰可见，系统给出楼层舒适度分析评估结果；破坏性地震发生，系统通过获取国家地震预警信息结合本地实测值自动产出预（报）警信息，数字孪生可视化子系统可接入大楼信息化大屏，展示结构实时动态响应，让业主真实感受到科技带来的服务，有了防灾减灾的底气。

除了远方大震，对周边有感地震，这个系统也能在毫秒时间单位捕捉到，每一个地震波发出的细微变化都逃不过系统的监测。

据专家介绍，建筑结构地震安全监测系统也被称为轻量化结构台阵技术系统，是城市地震灾害风险感知和评估的重要手段。系统通过安装在建筑、桥梁、水库大坝等结构上的传感器，实时监测结构的振动信息，将振动数据传输到本地终端和中央服务器，通过本地终端（也称边缘计算服务器）和中央服务器上的软件实时分析建筑结构的“健康”状态，产出实时评估报告，并发送相关信息。当结构“健康”状态出现异常时，系统向业主或管理部门发送报警或预警信息。

这套“神乎奇迹”的系统，在记者看来是一个个分布在襄阳大厦各个角落的“小盒子”。而在带着记者找这些“小盒子”的襄阳大厦物业经理杨振宇看来，这套系统就是业主方的“定心丸”。

2023年，中国地震局开始在全国开展城市地震灾害风险感知和评估试点工作。2024年，中国地震局进一步在河北、江苏、福建、湖北、陕西、青海等省份组织开展示范应用，旨在通过项目试点更好地推动城市地震灾害风险感知和评估工作。

该专家说，建筑结构地震安全监测系统的主要特点有低成本、强产出、深服务、重感知。

如今，在武汉市百余栋超高层建筑中已设置了类似的监测系统，形成了全国最大规模的超高层建筑强震动监测台阵。通过部署在本地的边缘计算系统，可实时进行数据分析，若地震发生，可立即响应。根据大楼结构不同、传感器分布点位不同，结构监测系统的算法也不同，为满足更多不同类型的需求，这套系统还具备个性化、自动化产出服务。

“智慧大脑”最大限度降低灾害损失

●电梯“地震开关”融合国家地震预警信息，能够实现提前紧急处置，为震后人员逃生争取到更多宝贵的时间。

●电梯“地震开关”不仅可以实现破坏性地震作用下电梯的自动紧急处置，减轻地震次生危害，而且能为大城市“防灾减灾+”应用提供基础数据支撑。

在武汉市中科新苑小区一座居民楼的四层，武汉地震科学仪器研究院副院长、正高级工程师杨江向记者演示，如何在地震来袭时，通过燃气“地震开关”切断供气。“燃气‘地震开关’是电梯‘地震开关’在家用燃气领域的拓展应用，能够在远程地震预警、本地地震报警及燃气泄漏等紧急状况发生时，自动执行燃气管道阀门关闭动作，能够有效地将潜在威胁控制在一定范围内，防止其扩大，从而保障住户安全。”杨江说。

电梯的显示屏上出现“破坏地震，紧急避险”字样，伴随着尖锐的报警声响起，电梯通过自动控制稳稳地停在距离最近的楼层，同时打开轿厢门并锁定，方便梯内人员逃生。在观摩了燃气“地震开关”之后，记者作为“梯内人员”，在湖北省地震局办公楼体验了电梯“地震开关”的作用。

随着城市化进程的不断推进，到2023年，全国电梯保有量已突破千万台。我国是一个地震多发的国家，破坏性地震极易引起建筑结构损坏进而导致电梯困人事件。

我国已建设完成全球最大规模的地震预警网。湖北省地震局基于地震需求侧应用，主持研发的系列应用终端产品之一就是电梯“地震开关”，也叫电梯的“智慧大脑”。杨江介绍，相较于传统的利用本地振动报警的电梯紧急处置装置，电梯“地震开关”融合国家地震预警信息，能够实现提前紧急处置，为震后人员逃生争取到更多宝贵的时间。

说到具体操作与原理，电梯“地震开关”一般安装在电梯顶层控制机房内，控制信号连接至电梯程控系统。当电梯“地震开关”接收到地震预警信息后，自动计算地震波到达本地的预计时间和预测地震烈度。当预测地震烈度会对电梯造成破坏性影响时，根据预警时间长短首先控制电梯启动“消防模式”，即让电梯向一层行进。如果预警时间足够，则电梯停到一层，打开轿厢门并锁定。在往一层行进过程中，如果地震波即将到达本地，“地震开关”则控制电梯启动“地震模式”，让电梯在最近层停靠。对于近震，没有足够预警时间时，则利用本地振动监测能力，控制电梯在最近层停靠。

“电梯‘地震开关’不仅可以实现破坏性地震作用下电梯的自动紧急处置，减轻地震次生危害，而且能为大城市‘防灾减灾+’应用提供基础数据支撑，弥补地震监测台网在城市内监测密度的不足，用于震后结构快速灾害评估，为应急救援提供决策依据。”杨江说。

多芯光纤实时采集数据盯紧“生命线”

●多芯光纤多参量一体化数据采集设备包含五大数据采集分析模块，可监测分析点式应变、周围温度、分布式应变、振动位置和振动频率等物理参量，从而为防灾减灾工作提供数据支撑。

●地铁隧道、综合管廊、矿山巷道等地下空间结构易发生地下水渗漏、塌方、外界开挖等事故事件，通过分布式温度、应变和振动等光纤传感技术，可以有效掌握地下“生命线”工程的安全运行状态。

“针对建筑结构，特别是大跨度、超高、异形、文物等建筑结构，可实现对应变变形、危险化学品泄漏、构件开裂、外界入侵、火灾等多种事件的监测；可实现对结构应变、环境温度、整体倾斜、沉降和振动等多个参量的监测，通过这么多参量联合评估结构安全，可靠性大大提升。”提起利用多芯光纤多参量一体化数据开展防灾减灾工作，武汉地震工程研究院董事、正高级工程师李恒如数家珍。这种多芯光纤多参量一体化数据采集设备包含五大数据采集分析模块，可监测分析点式应变、周围温度、分布式应变、振动位置和振动频率等物理参量，从而为防灾减灾工作提供数据支撑。

在“生命线”工程监测方面，多芯光纤大有用武之地。地铁隧道、综合管廊、矿山巷道等地下空间结构易发生地下水渗漏、塌方、外界开挖等事故事件，通过分布式温度、应变和振动等光纤传感技术，可以有效掌握地下“生命线”工程的安全运行状态。

这种设备还可以监测滑坡、落石、塌陷、岩层错动等多种地质灾害，特别是可利用分布式测振光纤实现落石定位、滑坡定位等功能，为及时精准预警、加固和救援提供有效数据。‍