“信息高速铁路 " 有助于构建巨灾模型

中国是世界上受自然灾害影响最严重的国家之一。据统计，2019 年中国的自然灾害主要是洪水、台风、干旱、地震和地质灾害。全年共有 1.3 亿人受到各种自然灾害的影响，直接经济损失达 3270.9 亿元。自然灾害防治，信息技术能做什么？

我们可能熟悉基于模型和计算能力的天气预报和其他预报技术，除此之外，还有许多其他信息技术在自然灾害预防和控制中的应用，例如加快我国巨灾保险的推广具有非常重要的现实意义。今天，作者介绍了 "信息高速铁路" 在巨灾保险中的应用。

谈到信息高速铁路，"我们首先要谈" 信息高速公路 "，20 世纪 90 年代，美国提出了" 信息高速公路 "(Internet) 建设的行动计划，带动了全球互联网产业的诞生和蓬勃发展。为突破美国规划的" 信息高速公路 "技术体系的限制，中国科学院计算技术研究所（以下简称" 中国科学院计算研究所 ") 提出了符合中国国情的" 信息高速铁路 "计划。与" 信息高速公路 "相比，" 信息高速铁路 "强调数据处理的" 吞吐量 "( 计算速度更快、更稳定）和" 服务安全 "( 高速铁路保证的计算和网络）。

信息高速铁路的核心技术是高吞吐量计算。高吞吐量计算充分利用了 "体系结构级数据流" 的思想，强调了高并发性、强实时性、全局可调性、内建安全性等特点，自然适用于 "吞噬" 海量数据。数据中心在物联网时代需要大量、快速、稳定的新信息基础设施，这是信息高速铁路计划的目标。该计划围绕着完整的高通量计算技术系统，从核心高吞吐量通用芯片、数据流加速芯片、高吞吐量服务器、高吞吐量计算中心等方面，建设具有中国特色的信息产业核心设备和基础设施。

完成了高通量计算机原型系统的研制，包括高通量系列加速芯片，高通量视频流处理节点，高通量机器集群，城市高通量计算中心等产品形态，形成了一套从芯片，加速卡，一体机到数据中心的高通量产品线目前，中科院计算所联合北京中科睿信科技集团有限公司，目前已在典型场景开展示范应用，如深度学习，高通量音视频处理，科学大数据处理，信息安全检测，生物信息处理，大规模地图数据处理等。

那么，它如何适用于巨灾保险呢？我们知道自然灾害是突如其来的，预防和控制是重要的，但总有一些时候是无法预防的。此时，保险在尽量减少人民财产损失方面发挥着重要作用，对灾后重建和尽快恢复正常生产生活起着至关重要的作用。目前，国际巨灾保险的平均补偿率为 30%，而我国巨灾保险的补偿率还不到 5%。2008 年，汶川地震的保险补偿率仅占经济损失总额的 0.2%。由此可见，加快我国巨灾保险的推广具有重要的现实意义。

突变模型是灾害风险量化的关键，其功能一般可以理解为利用计算机技术和现有的人口、地理和建筑信息来评估自然灾害或其他人为灾害可能对某一地区造成的损失。目前，世界上有三家对巨灾模型行业有影响的主要公司，即 AIR Global 公司、RMS 风险管理公司和 EQECAT 公司。为了加快我国巨灾风险管理体系的建设，中国人民保险公司（PICC) 于 2006 年开始采用美国国际航空公司（Air Global) 的中国地震模型，而中国再保险集团（China ReInsurance Group) 于 2010 年推出了 RMS 风险管理公司的中国地震模型。

然而，对于相同的风险组合，不同的突变模型的评估结果有显著差异。一方面，由于灾变事件发生频率低、强度大，加之计算机计算瓶颈的局限性，该模型需要在许多方面假设和简化实际情况；另一方面，国外的突变模型缺乏中国的实际数据，难以量化巨灾风险。面对高风险、无形、难以量化的自然灾害，迫切需要建立符合我国国情的灾变模型。

突变模型的科学性是自然灾害风险评估的关键，要建立符合中国国情的巨灾模型，就必须建立一个开放共享的巨灾大数据平台，它依赖于 "信息高速铁路" 的技术扶持作用。

信息高速铁路 " 支持从处理器芯片、系统软件、算法平台到实际应用的垂直协同优化，实现了大数据处理平台和深度学习平台的高效集成，与传统的信息基础设施相比，在实时大数据分析、大规模图形数据处理等方面具有明显的优势。

依托信息高速铁路，一方面可以加速各种自然数据和社会活动数据的聚集，建立和不断丰富突变数据库，为我国突变模型的研究和开发奠定坚实的数据基础。另一方面，为了实现高精度的灾变模拟，需要对地震、台风、洪水等一万年自然灾害事件集进行模拟计算。信息高速铁路 "能够提供高吞吐量的计算服务，满足巨灾模型研究和开发过程中对海量数据采集、传输和处理的全局可控高效处理的要求。因此，研究和应用" 信息高速铁路 " 框架下的巨灾（仿真）风险模型，对于我国城市特大灾害的预测具有重要的现实意义。

就在 2020 年 7 月 29 日，中国科学院计算研究所与中国巨灾风险管理公司签署了战略合作框架协议。有限公司根据协议，双方将依托各自的优势资源，构建以巨灾高吞吐量计算为核心的信息高速铁路 SaaS 服务平台，为城市治理和保险公司巨灾业务提供服务，为国家智能风险管理体系的建设做出贡献。据中国科学院计算研究所研究员、中科瑞新董事长范东瑞介绍，双方将在巨灾风险模型的联合研发、巨灾模拟模型和算法的优化、巨灾风险模拟、应用部署和大数据分析等方面开展广泛合作。中国工程院院士、中科院计算研究所所长孙天辉说，高通量计算系统擅长实时大数据分析和大规模地图数据处理，有望在巨灾模拟和气象模拟领域形成 "信息高速铁路" 城市治理场景的核心技术。

依托信息高速铁路 "，中原巨灾计算研究所研究小组目前正在盐城高通量计算中心开发和部署地震、台风、风暴潮等灾变模型。万年事件集突变模型的计算效率提高了数量级，取得了整体提速的效果。今后，我们还将与国家气象局、台风研究所、水利科学院等研究机构一道，在" 信息高速铁路 " 的框架下，开发降水场、风暴潮、洪涝等模块以及各种脆弱性曲线，建立综合考虑世界风水风暴潮等因素的唯一商业灾变模型，加快我国巨灾风险管理系统的建设。