15年前中国首批体验地震预警的志愿者们，你们在哪里？
图1 2011年9月20日中国公众首次体验地震预警新闻发布会
时间回到2011年4月25日13时5分45秒。成都高新区减灾所的办公室里，大陆地震预警网第一次发出地震预警倒计时警报，这是中国第一次产出一种被称为“地震预警”的信息，也是成都高新减灾研究所的大陆地震预警网，第一次对地震成功预警并自动向客户端发出预警信息。从王暾博士在汶川地震后回到四川，一头扎进余震不断的灾区，开始自主研发中国自己的地震预警系统，到发出这一条预警信息，我们已经等了1000个日日夜夜。
然而，地震预警系统自动产出的地震预警信息，如果不能在第一时间传到老百姓手中，那它依然只是实验室里的“科研成果”，发挥不了实实在在的减灾作用。2011年9月，距大陆地震预警网发出第一次预警，已经过去近5个月，预警信息却依然只能传递给地震专家、应急专家。最后一步到民众还没打通，王暾时不我待、迫不及待。
从2008年回到中国，扎进汶川地震的余震区，到2011年第一次真实地震成功预警，王暾一直在与时间赛跑。当时，全世界只有日本和墨西哥有地震预警，王暾坚信中国也应该有自己的地震预警。但地震预警应该长什么样？汶川地震的余震还能持续多久？还有多少时间做试验？还会有大地震吗？地震预警信息如何安全的传递到老百姓手中？研究的经费又从哪里来？……这些问题都在一边追赶技术实现、一边思考技术呈现、一边担心如何落地中，一一浮出水面，又因为遇到了一个又一个真诚、善良、勇于担当的行动者们，被一一解决着。
在这个特殊的日子里，我想和大家一起回顾那段激情燃烧的岁月：
改变王暾人生的那个夜晚
2008年春天，拥有理论力学博士和理论物理学博士头衔的王暾，正在奥地利科学院做博士后研究，研究的是理论物理方向。如果没有5/12那场特大地震，他应该会继续完成学业，申请教职，在理论物理科学研究的道路上一路前行。然而2008年5月12日下午14点28分04秒的那一场巨大震动，震碎了许许多多人的生活，也震动了这位来自四川农村的海外学子的心。一开始，他只是远远地担心和焦虑着，但随着新闻越来越多，当看到那一个个被整整齐齐码放在操场上的书包时，王暾再也无法遏制内心的痛苦——他想要做些什么！立刻！马上！
图2 汶川震后新闻中常见到码放整齐的书包 （来源:凤凰网）
他问了自己几个问题，“面对这样的灾难，我能做什么？”“面对这么大的灾难，中国需要什么，又缺什么？”他通过查阅资料了解到，墨西哥、日本已经建立了地震预警系统，但中国还没有地震预警技术，也还没有地震预警系统，他得出了第一个结论：中国需要自己的地震预警技术。又结合自己的物理学背景，以第一性原理分析，他得出了第二个结论：地震就是物理现象的一种，自己所学的理论物理专业、理论力学专业是可以支撑研究地震预警技术的。在初步捋了一遍做地震预警所需的技术能力后，结合自己在浙江大学读书时曾辅修了工业自动化，学习了电子设计、仪器仪表、自动控制等知识，得到了第三个结论：自己的理科背景与工科背景可能可以使得自己研发出地震预警技术。
国家的需要就是王暾前进的方向
作为从钱学森（钱老是归国效劳祖国的典范）创建的中国科学院力学所毕业的博士，作为一个从四川走出去的科学工作者，王暾无法拒绝将自己的所学，投入到保护自己的家乡和祖国人民生命安全所带来的使命感。于是汶川地震当天，面对着灾区的满目疮痍，他决定尽快回国从事地震预警的相关工作，把论文写在祖国的大地上。他告诉了博士后导师将回国从事地震预警工作，向国内外的亲人、同学、朋友筹集了300万元人民币，回到中国，来到成都高新区，开始组建团队，开启了地震预警之路……
王暾为什么选择创业，而不是进体制、进科研院所？
很多人都问过王暾，为什么如此冲动地成立了一家民营科研机构，而不是选择去科研院所？背靠大树好乘凉不是吗？但王暾博士深知，超过3级的地震波无法在实验室模拟，利用汶川地震区域的余震去研发地震预警监测仪、地震预警算法是加快地震预警技术体系研发的难以复制的资源，而密集余震可能随时衰竭，这是极其稀缺且充满不确定性的资源，汶川地震余震留给地震预警技术研究的时间非常有限且不可控。作为参考，7~8级大地震的密集余震时间预估只有12-36个月（例如，2015年尼泊尔8.1级地震的密集余震仅持续了不足1年）。汶川地震后，王暾博士想到的是究竟余震能够持续多少个月以能做地震预警研究？算法模型需要多少数据才能研发成功？如果去找一个研究院校的相关的工作，从入职到申报研究课题、申请研究经费，这时间至少要以半年、甚至年计。之后，组建团队、申请经费又需要更长的时间，而余震不会等。为此，王暾也等不及。于是他选择了自己成立地震预警研究机构，自己筹集科研经费，先开始干。注册地他选择了成都，因为成都距离汶川余震区域最近的大城市，有优秀人才环境，同时创业环境也很好，高新区还会给海外留学归国人员配套创业启动资金。
团队被创建后，王暾团队要从0开始学习基础原理、搭建地震预警架构、研究预警核心算法、确定传感器的选用方案、设计与研发地震监测设备、系统平台开发、还需要去汶川余震区域安装设备……等等。这些都是仅20多人的小团队完成的。欣慰的是，来自中国地震局、四川省地震局、云南省地震局的一些专家给予了王暾团队无私帮助和精心指导。值得说明的是，虽然这些专家之前都没有从事过地震预警研究，但是他们具有地震监测、强震动监测、地震波分析、地震应急、地震法规等专业知识。这些帮助、指导大大节省了王暾团队的学习地震学、做出地震预警技术体系的时间。王暾与这些专家保持了良好的交流到今天。
值得强调的是，选择在汶川余震区进行地震预警技术研发是一大创新举措。公开资料表明，有且只有王暾团队，利用汶川余震研发地震预警技术，且仅以一个大地震的余震就实现了地震预警技术研发。2012年9月2日，四川省科技厅在北京举行减灾所地震预警成果的鉴定时，参与鉴定的院士、中国地震局地球物理研究所研究员许绍燮表示，利用余震进行地震预警技术研发本身就是王暾的一大创举。
基础薄弱、时不我待、紧锣密鼓
然而，如果你还记得，2008年初的中国并不是我们今天看到的、被称为“工业克苏鲁”的样子。举国期盼的奥运会终于要召开，各种筹备工作紧锣密鼓地展开，但灾害的消息时有传来——从年初的南方雪灾，到汶川地震，灾害一次次不告而来，我们却显得那么无能为力。而其他国家的地震预警能力却传到了中国：
2008年6月14日日本岩手县、宫城县发生里氏7.2级内陆地震，日本气象厅的紧急地震速报系统（即日本的地震预警系统）在距离震中几十公里以外的区域，提前10多秒发出了地震预警，国内的媒体纷纷转载报道，中国民众心向往之，而那时候的中国却什么都没有。
地震预警的技术原理，就是在可能发生地震的地方布设密集的地震监测台站，形成一张地震预警监测网，利用电波比地震波跑得快的原理，对正在发生的地震，提前给目标地区提供几秒到几十秒的避灾时间窗口，从而减少人员伤亡、财产损失、次生灾害。原理确实简单，但实践起来却并不容易。
王暾带团队广泛研读地震预警相关文章与资料。但要落地中国自己的地震预警系统，别人的经验只能作为参考，技术要如何实现还需要自己琢磨，他还需要结合中国的基础通信环境和条件，以及初创的民办研究机构非常有限的资金，在技术体系上进行独立专研、自主创新，从0到1全面探索和创建一套自己的地震预警监测体系、地震预警核心算法模型，并且设计出一整套地震预警系统从监测到下发的完整链路。
基于第一原理，理念创新、技术创新既加快进度，又显著控制成本
落地的每一步，都是理想与现实在细节上的不断碰撞。地震波监测该选用什么设备？选哪种传感器？监测仪器如何布设？一连串难题摆在面前。传统的地震监测仪器主要是强震仪和测震仪，强震仪在大地震、强震动场景下测量精度高，但价格高，当时一台价格在10万元左右，但用于地震预警没必要，因为地震预警的主要误差来自于用地震波的前3秒估算震级的模型，而不来自于噪声仅1ug的地震仪（注：理论分析表明，地震仪的噪声在0.3mg对于地震预警足够了）；测震仪则存在大震限幅缺陷，遭遇大地震时容易因数据饱和而失效，既不适合预警，而且当时一台也要至少10多万。一方面作为一个初创期的民办单位，减灾所承担不起这样的投入，而另外一方面王暾拥有理论物理博士学位，通过分析，更认为不必用强震仪进行地震预警监测，而测震仪由于限幅缺陷的原因也不适用于地震预警监测。至于有人说，为了实现地震预警监测，还需要将地震预警监测仪安装到深井里，其实也是偏颇的。打个比方，马斯克的星链卫星发射火箭比传统火箭发射成本低了若干倍，并没有影响其发射的可靠性，而是提高了效率、显著降低了成本。
针对一系列高成本问题的难题，王暾深知地震预警要实现工程化，从传感器的选型到仪器研发再到仪器布设，价格不能太高。经过一系列分析，王暾认为一般具有破坏性的地震在3级及以上，震感比较强烈的也要2度以上（根据震源深度有感受差异），地震预警对有感、破坏性的地震才算对民众有用。深入分析后，王暾认为地震预警的目的是“快速捕捉到有感知、破坏性的地震，并向周边发出预警”，像烟雾警报器一样，针对某种特定的危险信号进行捕捉，并发出警报的自动响应机制，目的是引起警觉、提前避险。因此只要能捕捉到3级以上的有感地震，就可以良好实现预警目的。
具体的，结合自身在物理领域和工业自动化领域的研究积淀，王暾发现MEMS传感器可精准适配有感地震的监测需求，且具备极致的成本优势。于是，王暾创造性提出将MEMS传感器应用到地震预警领域，并将搭载该传感器的自主研发设备正式命名为地震预警与烈度速报监测仪，简称地震烈度仪。相较于传统强震仪、测震仪，地震烈度仪的整体设备成本大幅压缩，硬件成本仅为传统专业地震设备的十分之一，随着量的增加，成本还会进一步降低，彻底打破了传统监测设备造价高昂的行业痛点。这也呼应了中国地震局的国家科技支撑计划“地震预警与烈度速报系统的研究与示范应用”项目首席专家2013年时讲的“中国地震预警系统的研制和应用不能一味模仿国外。如果中国模仿日本建设地震预警监测台网，意味着需要在全国布设26000个地震监测台站，国力恐不能承受”。事实上，国家发改委2015年批复中国地震局“国家地震烈度速报与预警工程”时，指出“减灾所采用的 MEMS 简易烈度计具有价格低廉、易于密集布设安装的特点，专家建议在可行性研究阶段进一步比选技术方案，将二者有机结合起来，以进一步提升服务效能和性价比”。此后，中国地震局在该项目的可行性研究报告中将其申请立项时具有5000个传统地震仪的项目修改为了15000个地震仪，其中10000个吸纳了减灾所的地震烈度仪技术方案，以提升监测密度，同时控制成本。国家发改委的建议、中国地震局的吸纳是对减灾所地震预警成效的高度肯定。
此外，在设备安装方面也要考虑其快速便捷和成本等问题。传统地震监测设备建站门槛很高：一般要单独征地，修建专用地震仪器观测房或罩，地震监测仪器固定在仪器墩上；部分测震设备还需要埋入地下数十米。国内外的建设方式都比较类似，整套工程不仅建设周期长，综合成本也较高，这既对初创民办单位而言是一道很难跨越的壁垒，也是从技术层面考虑是否有必要性的问题。按传统台站建设标准算，建一个地震监测站的花费，能够生产几十甚至上百台地震烈度仪。王暾结合物理学原理的特征尺度分析，首先得出地震预警监测仪器的安装无需钻孔或打洞放入地下的结论。因为破坏性地震的震源深度一般在10-15公里，打洞到地下100米相较于地下15公里，与地表相较于地下10公里，其特征尺度是差不多的或者即使能争取到快毫秒的时间在高额的钻孔打洞费下也可以忽略这一点优势，可以从整体系统级别的优化中去平衡优化时间差问题。同样的，征地建设观测站的方式成本也很高。因此，王暾在全球首次提出将地震预警监测设备安装到承重墙上的方案：烈度仪距离地面30厘米（这是为了不影响打扫卫生时的拖地），再利用其跨学科的知识，用软件优化地震烈度仪安装到承重墙上可能带来的数据偏差，通过软硬件结合的方式解决这种安装方式带来的相关问题，这使得烈度仪的安装变得极其便捷。最终，减灾所依托这套小型化、轻量化的仪器，实现了监测设备便捷快速安装、低成本规模化组网，为低成本搭建大范围地震预警监测网络奠定了核心基础，并在后来的大量地震，包括2次7级地震及大量3~7级的地震的预警实践中证明这套安装完全可行。地震部门后来也采用了减灾所创造的地震烈度仪安装在承重墙上的方案。
资金紧张到账上只剩1.4元，年长员工借钱、年轻员工从信用卡取现给减灾所
实践是检验真理的唯一标准，实验室模拟不出真实3.0级以上地震的地震波。为了追赶余震，王暾和团队一直在和时间赛跑，时常每天只睡觉4-5个小时，从地震预警理论研究到算法设计、软件研究、硬件研发和生产等，从无到有的过程充满了艰辛，也迎来了曙光，这一晃，时间已经来到了2010年。2010年10月，减灾所地震预警监测技术、预警中心软件初步成型，却无钱投入地震烈度仪的生产。面对此种艰难，团队中的59岁的年长员工黄晓瑞主动借钱20多万给减灾所、20出头的年轻员工伍良燕从信用卡取现5万元给减灾所…..，减灾所由此生产了三十多台地震监测设备。
接下来减灾所开始准备在汶川余震区域布设第一批烈度仪，让实际地震来检验和优化团队这2年多研发出来的地震预警技术。经过努力，减灾所联系到了汶川县防震减灾局局长，他积极支持在汶川试点。首批安装地点有了着落，但是此时的减灾所已经连去汶川安装的路费都没有了，就在这个时候黄晓瑞提供了自己的车，用自己的钱加上了油，带着地震烈度仪出发了。
2010年冬天，减灾所在汶川安装了中国第一个地震预警监测仪，在汶川县迈出了中国地震预警网布设的第一步。当烈度仪通电通网的那一刻，减灾所台网中心的预警平台上，显示了对应该烈度仪的绿点。随着更多烈度仪的安装，在汶川余震区，可以看见一个烈度仪点亮成一个绿色的点，这一点一点的绿点汇聚的小小地震预警网，就是大陆地震预警网初始的模样。此刻，整个团队的人眼睛是湿润的，是期待的，也是担忧的……此时的减灾所已经快弹尽粮绝了，账上仅剩1.4元。
图3 2010年11月安装在汶川县映秀镇的地震烈度仪，也是中国第一个地震预警监测仪
图4 汶川余震区地震预警网（2011年）
方方面面的质疑：美国都没有地震预警，中国需要吗？地震预警到底有用吗？
2008年5月~2010年11月，减灾所从事地震预警的这两年多期间，遇上了各种各样质疑：若地震预警有用，为什么美国不用？8级地震都发生了，再做地震预警有用吗？地震局都还没有做出地震预警来，一个中国的民办单位能做出来？地震预警只有几秒到几十秒有用吗？……一直被大家质疑，减灾所也一直在践行地震预警科普：理论研究表明，预警时间为3秒，可以减少人员伤亡14%，10秒可以减少人员伤亡39%。但是这样的科普力量还是有限的。
2011年3月11日，日本发生9级地震，日本预警系统发出警报，收到地震预警信息后日本新干线的高铁采取了紧急制动等措施减少了人员伤亡和财产损失、次生灾害等。之前减灾所一直被质疑的“地震预警只有几秒到几十秒的时间到底有没有用”的问题不言自明，这是一次地震预警很好的科普。
日本的这次地震预警得到了中国的特别关注，减灾所做地震预警也得到了国内一些单位的关注。北京的一家轨道交通的上市公司找到了我们，表示愿意和我们合作，花95万元购买我们的地震监测仪器及地震数据处理单元做高铁沿线的地震监测预警。同时，我们成功申请的国家科技部的地震预警科研项目也得到了当地政府的支持，给予了20万元资金配套。
这些资金，都被用于生产地震烈度仪，并安装到汶川余震区。
2011年的春天，阴霾似乎消散了不少，资金压力也缓解了一些，汶川余震区的地震预警监测网正在成型……
值得说明的是，美国2019年1月在洛杉矶开启了地震预警服务，2019年10月，开启了加州和美国西部的地震预警服务。此后，我们再也不需要回答“若地震预警有用，为什么美国不用”了。
中国第一声地震预警响起，2011年4月25日
2011年3月，汶川地震灾后重建进入收官之年，余震也逐渐变少，究竟什么时候能迎来我们的第一次预警，谁都无法知道，唯一的办法就是等待，等待期间王暾开始设计地震预警在中国的展示形态。
现在大家熟悉的地震预警倒计时并不是天然就有的，而是减灾所的创新成果。在这之前，日本、墨西哥的地震预警，主要通过大喇叭、电视、或手机运营商的强提醒短信，一种被称作细胞广播或小区广播（Cell Broadcast）的通道送达，所以通常提供的通知为文字短信息，告知受影响地区的民众当地即将有地震影响，但并不包含地震预警倒计时信息，信息量非常有限。2008年时中国的运营商并没有启用这一通道，因此如何展示地震预警信息，成了减灾所需要自己探索的“新问题”。这对于减灾所来说一方面变成了“限制”，另一方面也成为了另辟蹊径的契机。
图5 2026年8月23日茨城县地震警报截图 （来源：丽娅日记视频号）
终于，2011年4月25日13时5分45秒，第一声地震预警响起，汶川余震区域发生2.7级地震，大陆地震预警网成功预警，在减灾所的系统屏幕上弹出了预警界面，伴随着倒计时的声音，22、20、18……5、4、3、2、1……“呜呜呜呜”，急促的警报声响起。这个历史性的时刻到来了。这是中国的第一声地震预警！
当倒计时的播报归零，大家开始紧张地等待——10分钟后，四川省地震台网确认，汶川于13时5分41秒发生了2.7级地震，而减灾所的地震预警系统仅花了4秒钟就向成都发出22秒地震来袭预警。在场的每一个人都长出了一口气！我们成功了！！！但，万里长征却还只是走完了第一步。
从地震预警技术试验到地震预警的安全服务社会——公众体验地震预警是里程碑
地震预警信息只有直接服务到民众、工程，才有减灾价值。但，要确保地震预警信息传达的及时性、有效性和安全性，除了设计高效的信息传输链路外，还要分析安全风险，设计控制安全风险的系列措施，确保收到信息的人不采取极端避险措施（如常被提及的跳楼）呢？减灾所与合作伙伴做了大量工作，开启了地震预警安全服务社会。
经过系列专业讨论，包括2011年7月的《公众在特定场景下的地震预警应用对策研讨会》研讨，减灾所与成都市防震减灾局决定向全社会招募1000名公众志愿者（（后因申请人数过多，变更为10000名），通过电话、邮箱、网站公开渠道报名参加预警接收的体验。为了避免以上担忧的问题发生，报名表告知了地震预警的相关知识、目前的技术不足，以确保志愿者在知情同意并且有能力应对的前提下，初步选定候选名单，随后逐一电话联系、再次说明，确定最终参与名单。
图6 2011年公众在特定场景下的地震预警应用对策研讨会
图7 2011年参与公众体验地震预警的志愿者申请表
2011年9月20日，减灾所与成都市防震减灾局组织召开中国公众首次体验地震预警新闻发布会，开始招募志愿者。此次体验活动还得到了中国地震学会地震社会学专业委员会和中国地震学会地震工程专业委员会的支持，以利用在汶川余震区布设的二万余平方公里的地震预警监测区域为基础的预警试验系统监测地震和发布地震预警信息。
中国手机、电视的倒计时地震预警方式并不是天然具有的
2012年2月12日，减灾所召开了“体验地震预警志愿者恳谈会”，10多名志愿者报名来到减灾所，在狭小的办公室里面，召开了第一次公众地震预警体验的交流会，志愿者们积极参与提供了宝贵的意见，为地震预警信息如何展示提供了很多思路。之后，减灾所将手机地震预警信息的接收界面设计分成了10种，进行测试验证找出最优解。
图8 2012年2月12日体验地震预警志愿者恳谈会
图9 手机地震预警测试平台
图10 减灾所首次通过电视发出预警（来源：四川新闻网）
迄今，日本电视地震预警仍然不具有倒计时，日本手机的社区广播地震预警仍然不具有倒计时。近年来，日本一些企业自行开发具有倒计时功能的手机APP……
图11 学校师生收到倒计时地震预警后紧急疏散避险。这些成效得益于2011年9月20日的中国公众首次体验地震预警的活动
2011年9月20日公众体验地震预警活动开启之后，虽然手机地震预警APP的下载量在持续增加到了超过5000千万，但是离地震预警服务全民还有很大的差距。为此，减灾所注意到手机的信息推送能力，一直期待手机能够内置地震预警功能。机遇在又一次预警之后：2019年6月17日，四川宜宾长宁6.0级地震被减灾所的大陆地震预警网成功预警，宜宾众多民众提前10秒、成都众多民众提前60秒收到预警，该预警被媒体广泛报道、朋友圈广泛转发。地震后小米公司工作人员辗转联系到王暾，希望将地震预警功能内置在小米设备之中。经过几个月的技术对接和合规性探讨，2019年11月，小米手机、电视正式内置地震预警功能，成为了全球首个内置地震预警功能的手机、电视，展示了小米公司为民众安全开拓创新的精神和担当。榜样的作用是无穷的。此后，2020年OPPO、vivo、华为、荣耀、TCL等手机、电视都与减灾所合作内置了地震预警功能，减灾所让主流国产手机的用户，都可以通过内置的系统级推送通道，订阅地震预警信息，不再需要专门下载软件，也避免了通道拥堵带来的迟滞。且这些服务都是免费的、公益的。截止2025年7月，减灾所支撑的内置地震预警功能的小米、OPPO、华为、vivo、荣耀、TCL等手机、电视已达10亿。
中国的地震预警创新也传递到了美国：2020年，在减灾所与小米公司合作在全球率先开启手机地震预警功能之后，Google在美国也开始将手机地震预警功能内置到了操作系统内。
今天，距2011年9月20日中国首次招募公众体验地震预警，已经过去了整整15年。这期间，大陆地震预警网逐渐扩大，从最初仅覆盖四川部分地区，逐步延伸至中国31个省市区。
致谢
我们回顾当年的故事，既是分享一个创新从0到1的经验，也想对当年支持减灾所的各级政府、领导、媒体，以及所有参与内测的志愿者再次表达深深的感谢——中国地震预警技术的探索，从理论走向实践再走到群众中的第一步，离不开任何一个坚定地支持者、报道者和参与者。
涓涓之流，积成江河，我们不仅看得到江河一路走来的壮阔，也从不忘记每一滴汇入其中的真诚、善意和勇气。
15年前的志愿者和老伙伴们，你们现在还好吗？欢迎评论区留言，让我们在此重逢吧！
（编制注：我们没有过多的人员专注写作文章，所以本文的文采十分有限，抱歉。但是，我们确保文章内容是准确、严谨的）