物联网“寒武纪大爆发”正在来临

■本期观点

物联网被视为继计算机、互联网之后的第三次信息产业浪潮。在 科技 发展和 社会 需求的推动下，物联网的“寒武纪大爆发”正在来临。

当前，物联网在各行业数字化变革中的赋能作用已非常明显，气象行业也是受益者之一。物联网的发展最终将彻底改变气象行业，在物联网设备急剧增加并相互连接的条件下，获取气象数据的渠道将被前所未有地拓宽，气象观测数据的质量和精度也将得到前所未有的提升。

物联网与人工智能、云计算的发展密不可分，三者就像打开宝藏的三把钥匙一样，只有同时拧动才能开启宝藏之门。区块链为物联网穿上了一道“铠甲”，可防止气象数据被黑客篡改或窃取。

■本期嘉宾：中国气象局气象探测中心高级工程师 张明

华风气象传媒集团副总经理 陈钻

安徽省气象局人工影响天气办公室高级工程师 李建邦

在距今542亿年前，有一段时期出现了大量的较高等生物，物种多样性呈爆发式增长——这就是寒武纪生命大爆发。至于爆发的原因，一些科学家认为是因为某些生物（比如著名的三叶虫）进化出了眼睛。有了眼睛之后，这些生物开始追逐捕食其他生物。更为重要的是，眼睛作为一种传感器，能够收集大量数据，而随着数据量的增加，大脑的学习周期就会加快，从而进一步推动之后的生物进化。

物联网被视为继计算机、互联网之后的第三次信息产业浪潮，从进化的视角来看，物联网实际上就是人类 社会 进化出的“眼睛”。《商业内参》（BI Intelligence）今年发布的《2019年全球物联网发展研究报告》指出，预计到2025年全球物联网设备将超过640亿个，远高于2018年的100亿和2017年的90亿。据预测，到2035年将有超过1万亿个物联网器件能在云端保存传感器数据。

物联网的“寒武纪大爆发”正在来临。

物联网的前世今生

物联网，顾名思义，就是物物相连的互联网。说来有些不可思议，物联网这个概念的提出最初来源于一款脱销的口红。

上世纪90年代，麻省理工学院教授凯文·艾什顿在宝洁公司做品牌经理时，发现一款棕色的口红总是缺货，但实际上库存里却还有不少。于是他开始思考：如果在口红的包装中内置一种应用了无线射频识别技术（RFID）的无线通信芯片，并且有一个无线网络能随时接收芯片传来的数据，那么零售商们就可以随时知道货架上有哪些商品，并且及时补货。“物联网”这个概念由此提出，凯文·艾什顿也因此被称为“物联网之父”。

RFID是物联网的核心技术之一，并且在第二次世界大战期间就出现了最早的雏形。当时，英国军队利用无线电发射器加上雷达来识别敌军和友军的飞机。2000年后，RFID技术得到大规模应用，基于物流和供应链管理的物联网开始构建起来。“当我们需要把所有‘物’连接在一起的时候，一个重要的问题就是如何判断出谁是谁，而射频识别技术就是为了解决‘唯一性’问题，为每一个‘物’贴上一个独一无二的身份标签。”张明说。

物与物之间除了要相互识别外，还要能进行数据收集和数据交换，这就不得不提到传感器了。这个词乍听之下你可能觉得有点陌生，但事实上我们周围无处不是传感器，比如气象卫星、监控摄像头、无人机等，都可以看作是采集数据的传感器。此外，手机上也有大量的传感器，比如GPS、重力感应器、红外感应器、摄像头、环境光感受器等。从这个意义上来说，手机其实就是一个物联网集成设备。未来，内置丰富传感器的智能手机可以发挥测量仪器的作用，收集气温、大气压和大气潮汐等数据。

除了射频识别和传感器技术外，物联网还包括智能处理和嵌入式技术。根据张明对未来趋势的分析判断，正在迅猛发展的5G技术将成为物联网发展 历史 上的重大里程碑事件，让“万物互联”从根本上摆脱网络环境的制约，极大地降低物联网的建设成本，并使物联网的服务水平突飞猛进。

总之，真正的物联网是由网络连接的感应器自动捕获、分析数据，自行作出决定，需要机器具备自主学习、自主决策的能力，整个过程不再需要人的干预。

气象+物联网

中国信息通信研究院发布的《2018物联网白皮书》指出，全球物联网产业规模由2008年的500亿美元增长至2018年的1510亿美元。在连接数快速增长和梅特卡夫定律的作用下，物联网在各行业的新一轮应用已经开启，落地增速加快，物联网在各行业数字化变革中的赋能作用已非常明显。

气象行业作为大数据的应用者，较早地接受了物联网的赋能。在一些发达国家，物联网技术已被广泛应用于气象监测预警、气象预报、气象信息传输和气象服务等各个层面。例如，美国应用物联网技术，已实现全自动地面观测。2012年6月，美国国家天气局成功应用物联网技术研发了无线紧急预警系统。该系统可根据恶劣天气经过的路径确定受影响区域，以此搜寻该区域内所有手机发出的信号，自动匹配发送人群，既提高了预警准确性，又避免了信息扰民。日本气象厅于2007年就建成了基于物联网的地震感知预警系统。

韩国气象厅采用RFID技术来监测天气变化，通过布设无线感应器，建立自动天气系统，实现对温度、气压、湿度、风、沉淀物、降雪、可视性、云层、地表地下温度等要素的实时监测和天气系统的追踪，有效提高了气象服务能力和保障水平。

“在国内，物联网技术已应用到气象信息监测、气象信息发布服务和专业气象服务等领域，并初步开发了部分应用系统和产品。”李建邦说。

物联网将手机、车辆甚至雨伞等物件的潜力完全释放了出来，使其一一成为获取天气数据的手段。各种各样的传感器很快就将遍布各个角落，这意味着天气数据将无处不在。“物联网的发展最终将彻底改变气象行业。”张明说，在物联网设备急剧增加并相互连接的条件下，获取气象数据的渠道将被前所未有地拓宽，气象观测数据的质量和精度也将得到前所未有的提升。

物联网与人工智能、云计算、区块链

不管一个人的能力有多强，他都只能观察到事物的某些切面，并且其观察范围主要限于人体感官所能达到的区域。要想获得宏观视角甚至“上帝视角”，我们就需要不断拓展自身的感知能力，让“触角”不断延伸。物联网最大的作用之一就是让人类 社会 拥有了“上帝视角”，极大地拓展了人类的感知能力，开辟了信息采集的新维度。

如果说物联网是人类 社会 进化出的“眼睛”，那么人工智能就是“大脑”。气象数据当前总量大约为23PB，仅每天产生的数据量就达几十个TB。事实上，这样体量的数据已经让气象工作者疲于应对，很多数据的价值根本没时间去挖掘。试想一下，当物联网设备的数量达到千万级甚至亿级时，其产生的数据量将庞大得让人难以想象，之前的数据量根本无法与之同日而语。这时，运用人工智能来处理传感器数据几乎就成为唯一选择。此外，如此海量的数据如果全部部署到业务端或本地，那么所花代价将随搬迁数据体量的倍增而呈几何倍数增长，原本已因系统过多而不堪重负的业务单位将雪上加霜。云计算可以将业务系统所需要的一切资源部署在云端，而人工智能就可以直接在“云”上处理海量气象数据。

更为重要的是，在海量气象数据的“喂养”下，人工智能成长的速度也将惊人的快。届时，“超级人工智能”或许就将出现，这种技术就会变成超级智力。最终，机器的智力会超过人类的集体智力。

“物联网与人工智能、云计算的发展是密不可分的，三者就像打开气象宝藏的三把钥匙一样，只有同时拧动才能开启宝藏之门。单纯把物物相连的意义非常有限，只有让这种连接变得智能才能将物联网的潜能完全释放出来。”张明说。

然而，物联网当前面临的最大问题之一就是信息安全问题，一旦被黑客或病毒侵入，后果将不堪设想。好在，具有高透明、可追溯和防篡改特性的区块链为这个问题提供了很好的解决方案。气象数据一旦上链，上链的时间和内容均是公开透明的，且一旦上链便难以篡改，上链的内容也将逐步具有法律效力，因此可溯源追责，这就为不同机构进行数据交换和共享提供了信任基础，用技术解决了信任和安全问题。

“物联网和区块链技术结合会产生区块链物联网，而区块链物联网可以大幅降低安全风险。”陈钻说，更为重要的是，区块链作为一种交易处理工具对物联网而言是革命性的创新，许多人机交互会被机器间基于规则的交互取代。此外，成功的物联网解决方案必然有强大的价值主张，物联网中的每一个设备都可以充当独立的商业主体，以极低的交易成本与其他设备共享能力和资源。可以想象通过基于区块链的智能合约和智能账本等技术，我们可以使得每部气象物联网中的观测设备都转变为拥有者和用户之间的交易点和经济价值创造点。物联网和区块链技术结合所促成的一系列变革将使得物理世界像数字世界一样流动、个性化和高效。

当周边发生对您有影响的地震时，ColorOS系统会自动d出半屏卡片提醒。同时，该卡片支持再次手动启用“闪光SOS信号”“蜂鸣呼救”“避险指南”“紧急呼叫跳转”“搜索附近避难所”“医疗信息”等服务，以便帮助您更好地应对紧急情况。若您使用的是OPPO/一加手机，可参考以下方法进行设置：

1、地震预警的设置方法：
ColorOS 13及以上版本：「设置>SOS紧急联络>地震预警」。
ColorOS 12-121版本：「设置>紧急情况>自然灾害预警>地震预警」。
ColorOS 72-113版本：「设置>安全>SOS紧急联络>自然灾害预警>地震预警」，支持地震预警d出全屏卡片提醒（闪光/震动/无视静音的音量播报等），驻留通知5分钟内无法清理。

2、影响接收地震预警的因素：
（1）当预估地震震级大于20时，手机才会有d窗、振动、播报、亮屏提醒，小于20的无提示。
在ColorOS 12及以上系统您所在的位置地震烈度低于20，如果您需要提示，请在「设置＞（密码与安全）＞SOS紧急联络（紧急情况）＞（自然灾害预警）」中打开“预估烈度小于20时通知提醒”即可。
（2）地震发生时您是否开启了手机定位，如未开启定位则不会接收地震预警信息。
（3）地震发生时您的网络情况，如未开启网络则不会接收地震预警信息。
（4）若地震发生在夜间，开启睡眠模式（睡眠待机优化），系统会智能判断睡眠场景，在睡眠时让手机低功耗运行（如关闭网络）以节省电量。“睡眠模式（睡眠待机优化）”的生效时间一般是凌晨0点至早上6点，进入条件是该时间段内手机未使用或未移动。建议您关闭“睡眠模式（睡眠待机优化）”开关，以保证地震消息的及时到达。
设置方法：
ColorOS 13及以上版本：「设置>电池>其他设置>睡眠待机优化」。
ColorOS 12-121版本：「设置>电池>高级设置>睡眠待机优化」。
ColorOS 11-113版本：「设置>电池>更多>睡眠待机优化」。
ColorOS 7-72版本：「设置>电池>智能省电场景>睡眠模式（睡眠待机优化）」。

温馨提示：
①该功能可通过系统版本迭代更新适配到更多机型，手机是否支持请以实际显示为准。
②目前在大陆地震预警网覆盖区域内提供地震预警服务。

深圳市前兆科技有限公司，四川省虹宁地震监测设备有限公司。地震预警是指在破坏性地震发生以后，在某些区域可以利用“电磁波”抢在“地震波”之前发出避险警报信息，具有这种系统的厂家有深圳市前兆科技有限公司，主要经营地震监测预警、地质灾害监测预警、反恐探测设备。四川省虹宁地震监测设备有限公司，该企业主要经营地震监测预警、地质灾害监测预警等。

不是。所有手机都可以拥有地震预警功能”，只不过有些手机厂商将“地震预警”功能集成到了手机的系统应用（天气或应急预警）中，不需要用户额外安装带有“地震预警”功能的App而已，比如VIVO、IQOO等手机自带的天气里就有地震预警功能，这通过下载其他天气App也可以实现，至于华为手机，做的就更漂亮了，直接将地震预警功能添加至“应急预警通知”选项内，看似好像手机具备了地震预警功能，实际上它只不过是利用了国家地震局发布的数据而已。

地震预警系统可以通过手机，电视，收音机，都可以接受到地震预警系统。

地震预警系统需要怎么才能收到？

地震预警系统可以通过电视、手机甚至落后地区都是发布地震预警信息的主要方式。研究发现，如果地震预警期为3秒，工作人员伤亡率可降低14%,如果预警期为10秒，工作人员伤亡率可降低39%。但是，如果预警期为60秒，工作人员的伤亡率甚至可以降低95%。地震预警系统软件存在盲点。地震发生后，至少需要3到5秒才能修复近期地震站记录的数据，然后发出预警信息，导致地震中20-30公里范围内无法发出预警。碰巧这个地区是道路健身运动最强的地区，因此，地震预警基本上对破坏最严重的极端地区毫无意义。对于6级以内的地震灾害，其破坏区主要在盲点，因此其抗灾效果不明显。

地震预警的实际效果实际上是地震级别越多，抗灾的实际效果就越严重。在地震附近的预警时间很可能不长，所以它的预警时间越长。特别是对于地震活动，潜在的破坏面积非常大，甚至达到100公里或数百公里的限制，因此我们自己的地震预警效率将更加显著，因为服务项目的范围更广，受众更高。

收到地震预警系统后应该如何行动？

如果是6级或6级以内的地震预警，人们可以选择在家里规避风险。如果地震预警高于6级，较低层次的居民可以迅速撤出到室外宽阔的地区。如果定居楼比较高，应选择深度小、有承重梁的房间，如卫生间、储藏室等。或者躲在桌子和床下，等待强烈的振动，然后迅速有序地撤退到室外安全区，撤离绝对不能乘坐电梯，不能惊慌跳楼震动。如果地震灾害世界在外面，应选择附近的院子，以避免危险。绕过房屋、电线杆、广告标志、路灯和其他可能导致坠落的建筑物和设备。

灾害监测预警运用科学技术建立起来的各种预警系统在减灾工作中发挥着重要作用
据科技部有关人士介绍，运用现代科学技术建立起来的各种预警系统在我国减灾工作中发挥着重要作用。国家气象局、区域气象中心、省气象台等2600个气象台站形成了全国气象灾害监测、预报系统，利用以计算机为主要手段的实时业务系统、卫星云图接收处理系统、数字化天气雷达和甚高频电话辅助通信网等先进技术，在全国建起了一个广泛的气象灾害监测预报服务网。
900多个综合和单项台站组成的地震检测网以及"各种前兆手段的大震快速响应系统"、"大区域遥测台网联网"等的建立，提高了我国地震重点检测防御区的监测预报和震情信息反应能力。由国家海洋环境预报中心、四个预报区台、中心海洋站和海洋站组成的检测预报系统，对风暴潮、海浪、海冰等海洋灾害每天进行动态的监测、预报。此外，现有的3500多个水文站、1300个水位站，也建立了水文实时信息采集传输系统和接收处理系统，洪水预报和调度计算系统。这些系统对迅速预测1991年、1998年洪涝灾情都发挥了显著的作用。

关于预防地震，我认为不是不可能实现。早在中国古代时期，张衡就发明了地动仪，但是仅仅能在地震发生后产生效果，而不能真正实现预警，地震预警难度极高，人类为此做出了长时间的研究与探索。

而在最近发生的四川宜宾地震后，我真切地感受到了科技发展的好处，要实现地震预警并不是毫无办法。据中国地震台网中心测定，6月17日22时55分在四川宜宾市长宁县附近发生60级地震。在地震发生后，破坏性地震波到达前，四川多地的电视屏幕、社区广播实现了的真预警“倒计时”，特别是成都高新区60个社区，在地震波袭来前的61秒，预警“大喇叭”同时响起的短视频，一度“刷屏”。

地震发生后，四川多地都通过电视、手机、社区广播接收到地震预警信息，该信息由减灾所与应急管理部门联合建设的“大陆地震预警网”集中发布的。经减灾所初步统计，大陆地震预警网共向四川省宜宾市、乐山等地的200多个学校发出预警，成都市的101个社区也接收到预警。“大喇叭”实现地震预警，是在地震发生后，利用电波比地震波快的原理，在破坏性的震波到来前，向用户提供几秒到几十秒预警的技术。目前，地震部门合作建设的大陆地震预警网已经覆盖我国220万平方公里的土地，在这个区域内，一但发生地震，遍布其中的地震预警台站都能够收集地震发生的信息，并快速做出响应。地震发生后，地震波从地下传播到大陆地震预警网的专用地面监测台站后，地震波摘要信息会被临近的首个台站提取，随后会再次被另一个附近台站提取，以完成现场地震研判。双重提取的地震信息，会传递到位于减灾所的预警中心，再经过中心综合分析，向各终端发布预警。

现阶段，我们只能在地震来临后及时发布预警，并不能真正做到预防地震。

---