集成微系统科学工程与应用重点实验室
The Key Laboratory of Integrated Microsystems

AETA地震预测AI算法大赛的结果显示:地震可以预测!

时间:2020-10-29

“AETA地震预测AI算法大赛”于2020年10月18日完成了决赛的最终评审工作,大赛前十获奖团队和排名也新鲜出炉~

  本次大赛决赛采用震前预报的方式,提前对未来一周的地震进行预测。

  获得第一名的是来自北京师范大学香港浸会大学联合国际学院(珠海)和深圳市翩翩科技有限公司的战歌博士带领的团队szpianpian。szpianpian团队在决赛中的16次预测中,地震的有无预测命中12次,命中率为75%,在12次有震预测中,8次预测结果比较理想,震级平均误差为0.4885级,震中平均偏差103.98公里,具体如表1所示。精确预测的准确率达到66%,目前还未在任何公开形式的论文或者报道中见到。

表1 szpianpian预测偏差统计

  本次大赛有183个团队报名参加比赛,最终获奖团队10个,如表2所示。

表2 大赛获奖名单

  决赛第2~9名团队也都取得了非常好的成绩,表3给出了前10团队的地震有无判断准确率均在71%以上,来自日本筑波大学的李鸿敏博士的团队黄粱一梦在地震命中率上达到了100%的准确率。

表3 前十团队地震命中率统计

各团队对12次有震预测的平均震级偏差在0.258 ~ 0.588级以内,如表4所示。

表4 前十团队地震预测震级偏差统计

  本次大赛的决赛是基于AETA在全国范围内共计221个台站的观测数据开展的以周为时间窗口的地震临震预测。主办方每周日提供过去一周的数据,团队将数据输入模型于当天给出未来一周内目标区域(北纬22~34,东经98~107,如图1所示)是否有≥3.5级地震以及有震时对应的震级和震中预测。当这一周结束时则根据实际目标区域内地震发生的情况对团队提交的结果进行评分。

图1 本次大赛地震预测目标区域

  决赛从2020年5月10日开始,到2020年9月7日结束,一共提供了16周的观测数据,进行了16次地震预测。这是一次真正意义的基于实时数据观测的地震临震预测大赛,预测准确率高达66%。

多分量地震监测预测系统AETA由北京大学深圳研究生院集成微系统科学工程与应用重点实验室王新安教授团队研发,深圳市深创谷技术服务有限公司制造。AETA系统由地声传感探头、电磁传感探头、地面处理终端,及云平台数据存储与数据处理系统组成。地声传感探头和电磁传感探头埋设于地下2~3米,AETA系统感知来自地下的电磁扰动、地声信号,实时监测其变化,采集的数据通过有线或无线传输到云平台,可通过互联网实时访问云平台的监测数据。

 

图2 AETA系统实物图及其安装示意图

  目前在全国范围内有221个台站,川滇地区约180个台站,至今已有三年多的观测数据积累。本次大赛仅提供了电磁扰动低频均值和地声低频均值两种特征值,就取得了如此好的成绩。我们相信未来将更多的特征输入模型,将取得更好的预测结果。同时,随着AETA台站布设密度的提升,以及AETA台站分布更加合理,也会进一步提升预测的准确率。因此,我们有充分的理由认为地震可以预测。

本次大赛由北京大学人工智能研究院、北京大学深圳研究生院、CSDN、武汉大学计算机学院共同主办,深圳市深创谷技术服务有限公司协办。

  本次大赛的评委:

  北京大学人工智能研究院邓志鸿老师、武汉大学计算机学院梁意文老师、武汉大学国家网络安全学院董红斌老师、哈尔滨工业大学(深圳)王明江老师、南方科技大学地球与空间科学系韩鹏老师、北京大学深圳研究生院王新安老师、北京大学深圳研究生院雍珊珊博士。

  大赛最终排名由各团队的实时预测分数和答辩分数决定,其中实时预测占比80%,答辩分数占比20%。本次大赛历时九个月,感谢参赛团队的一路坚持,祝贺取得优异成绩的获奖团队,再次恭喜你们~

  大地震在未知的时间地点发生,严重威胁人们的生命安全,四川省12年内发生了2008年汶川、2013年芦山、2017年九寨沟地震,下一次大地震的发生是必然的,准确预测何时何地发生是我们的近期目标。

我们力量非常有限,非常欢迎社会各界与我们一起合作,提高AETA观测台站的密度,获取更多的观测数据,破解地震预测难题,服务于人们生命安全。

  我们欢迎更多的研究机构、企业、个人使用AETA观测数据开展地震预测的研究和实践,共同为地震预测问题的解决而努力。

  AETA项目执行负责人雍珊珊博士说:

  地震,尤其是大地震必然不是悄悄地来。

  上世纪七十年代我国“群测群防”的地震预测预报战略取得了领先世界的好成绩。现今的“群测群防”我们认为就是“高密度地震前兆观测网”,用智能的传感系统获取海量的观测数据,提取数据特征,发现异常信号,建立地震预测模型,开展实时地震临震预测。

  AETA项目解决了电磁扰动和地声两种前兆信号的高密度大规模布设问题,系统具有高稳定性、可靠性、抗干扰性、易安装、易维护、低成本等特点,为获取稳定的、长期的、实时观测数据提供了保障。

我们相信,未来经过我们和社会各界人士的努力,地震预测也可以像天气预报那样为人们的日常生活提供安全服务。

AETA项目总体负责人王新安教授说:

  大赛第一名运用AETA地声数据把地震临震预测从国内外不到20%的准确率提升到66%,非常可喜可贺。地震临震预测一直是公认的世界难题,但是,我们不完全认同。我们认为地震是一个快速的能量释放过程,应该会有明显的征兆,地震越大、征兆越显著、越临震越清晰,就像孕妇临产和烧开水一样,可以从多种征兆进行预测。由于没有把地震预测想象的那么复杂,我们就大胆地开展了地震临震预测系统AETA的研制和实验观测。当然,求证的过程还是有点艰辛,虽然有不少地震相关的资料,但是没有成功的经验可以借鉴,需要考虑新的思路、新的方法手段、新的实施方案等,还需要花更多的时间进行实际观测验证。这个过程不断面临预测失败的打击和预测成功的激励,不断坚定我们的信念。

  2019年我们预计AETA系统2020年能够初步具备实时临震预测的数据支撑能力,就举办了这次大赛,我们期待的预测准确率能够达到50%。因为,我们知道,AETA的布设密度不足,也还没有列入地震系统的日常观测,没有供电、通信、运维保障,导致不少台站数据完整性不足。大赛第一名取得了66%的预测准确率,非常难得可贵,对我们AETA团队也是一次很大的鼓舞和激励,再次强化了我们的初心:地震是可以预测的。

  AETA的工作能够坚持10年之久,感谢王阳元院士、杨芙清院士的指导关心和支持,感谢中国地震局、四川省地震局及相关各省地震局的支持。尤其是四川、云南各相关市县地震部门以及河北张家口和唐山、西藏林芝、青海玉树等地震台站工作人员的运维和对数据分析的关心,几年来我们的往来电话和微信数千次。感谢深圳市科创委和应急办的支持,感谢我们合作伙伴深创谷等企业的支持,感谢我们AETA团队2010~2019级研究生,感谢北京大学深圳研究生院的支持。

*欢迎合作~

欢迎产业界朋友洽谈合作,联合开展科研项目的产业化工作~


*AETA地震预测AI算法大赛播报~

本次大赛已经进入紧张刺激的决赛阶段。20个团队进入决赛,根据一周的数据对未来一周川滇地区3.5级以上的地震进行地震三要素的预测。目前已经进入第十二周~