最近日本气象厅官方发文在未观测到异常后结束了历史上首次的巨大地震预警。很多朋友评论地震的预测不是儿戏，这样的巨大地震预警本身就没有足够可信的科学依据，而背后或多或少有着科学以外的因素和力量所左右。那么小星今天就尽自己所能介绍一下目前地震监测技术，以及相关技术能否应用到汽车上。
↑日本在未观测到异常后结束巨大地震警报
地震是一种突发性的自然灾害，对人类生命财产安全造成巨大威胁。准确预测地震的发生一直是科学界努力的方向。虽然目前地震预测仍然存在很大挑战，但地震预警系统的发展为减少地震灾害提供了新的可能。同时，地震监测技术也在汽车工业中找到了创新应用，特别是在提升行车舒适性方面发挥了重要作用。
地震波的特征与预警原理
↑地震波特性
地震波主要包括纵波(P波)和横波(S波)。P波传播速度快(约7公里/秒)，先到达地表，引起上下振动；S波传播速度较慢(约4公里/秒)，后到达，引起水平振动，破坏力更大。面波是P波和S波在地表相遇后产生的混合波能量大，对建筑物破坏严重。地震预警系统利用P波和S波的速度差，通过深入地下的检测设备先检测到P波，发出预警，使人们在破坏性更强的S波到达前有时间采取避险措施。这种方法的优势在于反应速度快，可以在地震发生后数秒内发出预警。对于距离震中较远的地区，预警时间可达数十秒甚至数分钟，为人们采取紧急避险措施争取了宝贵时间。可见以目前的技术进行一周以上的预警是没有足够可信的科学依据的。
地震监测技术
↑地震监测的三大关键公式
地震监测的三大关键公式，它们的核心都是高精度高灵敏度的加速度传感器。
1.地震动预测方程GMPE通过PGA值来预测MMI。MMI改进的麦加利强度用来描述地震对建筑物、地面、和人的影响程度的标度，PGA峰值地面加速度是地面在地震时所经历的最大加速度。
2.日本气象厅JMA地震强度计算：通过三轴加速度数据计算地震强度，并展示了不同滤波器的频率响应曲线。这里的 a0 是影响地震强度的关键因素，它的值越大，表示地震产生的加速度越大，因而地震强度也就越高。
3.地震频谱强度SI根据速度谱计算SI值，SI值用于衡量地震对特定结构。这里的 Sv表示在不同周期和频率范围内的速度反应。SI值越高，意味着地震对特定结构的影响越大
加速度传感器在汽车路噪消除中的应用
有趣的是，用于地震监测的加速度传感器技术也被应用到了汽车领域，特别是在路噪消除系统中发挥重要作用。
什么是主动降噪
↑主动降噪耳机
汽车行驶过程中，轮胎与路面的接触会产生振动，通过悬挂系统传递到车身，形成令人不适的噪音。为了消除路噪等噪音，汽车制造商开发了路面主动降噪系统(Road Active Noise Control, RANC)。该系统的工作原理与地震预警类似，都是通过检测振动来预测和消除不需要的声音。
在RANC系统中，加速度传感器被安装在车轮附近，用于实时监测轮胎与路面接触产生的振动。系统分析这些振动数据，预测即将传入车厢的噪音特征。然后，RANC控制器会通过车载音响系统产生相位相反的声波，与路噪进行干涉抵消，从而达到降噪效果。
↑Bose的创始人Amar G. Bose博士
主动降噪这个概念是Bose的创始人Amar G. Bose博士在一次飞机旅途在由于受不了飞机噪音而提出的。如果用过主动降噪无线耳机的朋友一定体验过那种一下子从嘈杂的背景噪音中脱离出来，能够安静的享受音乐的感觉。
什么是汽车RANC主动降噪的工作原理
↑汽车RANC路面主动降噪的工作原理
汽车RANC路面主动降噪的工作原理是所有的声音都由一定的频谱组成，如果可以找到一种声音，其频谱与所要消除的噪音完全一样，只要相位刚好相反就可以将这噪声完全抵消掉。
↑反相信号消除路面噪声
进入乘员舱内的噪音主要由引擎谐波噪音、排气系统脉动噪音、路噪和风噪所组成。汽车RANC主动降噪系统采用反相噪音原理抵消噪音。具体来说，RANC主动降噪系统会操纵音响系统的低音扬声器发出这种声响。这种声响与噪音声响的频率相同，振幅与噪音实时相同但相位差了180度。这样两种声波相遇就可以抵消了。
汽车RANC主动降噪的系统组成
↑汽车音效控制系统组成
详细来说汽车音效控制系统包括外部ESS音效增强系统、发动机噪音消除系统、内部ESS音效增强系统和路噪消除RANC系统在内的多个子系统。系统核心组件包括控制模块、扬声器、各种传感器和麦克风。路噪消除系统RANC涵盖了处理从路噪（20Hz-500Hz）到风噪（500Hz-10,000Hz）的各种噪音类型。可见由路噪的低频率范围特性决定了高精度加速度传感器成为关键。通过实时检测路噪、采集声音信息、进行数字信号处理，然后通过音频系统输出抵消噪音的声波，最终在车内创造安静区域。
汽车RANC主动降噪市场应用如何
↑现代汽车推出业界首个全数字路噪降噪系统
现代汽车推出业界首个全数字路噪降噪系统，该系统可以实时分析各种噪声并生成反相声波。这种新技术基于轮上加速度传感器可以处理多种不同的道路噪声，如轮胎和车轮之间的共振声或者来自路面的轰隆声等。
综上所述，加速度传感器在地震监测中扮演着关键角色。有趣的是用于地震监测的加速度传感器技术也被应用到了汽车领域，特别是在路噪消除系统中发挥重要作用。
