基于物聯網的地震應急救援問題研究

文/雍岐東 陳 陽 張世富

基于物聯網的地震應急救援問題研究

文/雍岐東 陳 陽 張世富

摘 要：地震應急救援，具有很多不確定性。要想提高地震應急救援的時效性，就得設法減小其不確定性。本文試圖借助物聯網來探討如何降低地震救援中的不確定性問題，通過研究物聯網背景下地震應急救援的特點，提出基于物聯網的地震應急救援思路、流程，并討論面臨的挑戰。

關鍵詞：物聯網，地震應急救援，不確定性，救援流程

縱觀中國汶川5.20地震、玉樹地震、蘆山地震和日本3.11地震等數次應急救援實踐，發現地震應急救援是一項高度復雜的系統工程，地震救援的本質特征具有顯著的不確定性。不確定性主要體現在三個方面：一是自然環境（地質、氣候、道路、交通等）的不確定性；二是損傷嚴重程度（房屋、人員、設施等）的不確定性；三是地震應急救援方案的不確定性，諸如裝備調度呈現不確定性，在應急救援時不能及時明確等待救援裝備的數量和種類，也不能明確救援的位置和需求等。不確定性的直接后果是影響應急救援的時效性，增大應急救援成本，降低應急效益。為此，如何探索更有效的途徑來提高應急救援效益是十分必要的。

近年來，隨著科技的快速發展，物聯網技術給我們帶來了新的應急救援途徑。本文就此探討采用物聯網進行地震應急救援問題。

1.基于物聯網的救援定義

物聯網的英文名稱是”Internet Of Things”，簡稱為IOT，最早被稱作“傳感網”，由上個世紀末EPC（Electrical Product Code）Global及麻省理工學院自動識別實驗室（Auto-ID Lab)提出的。它利用射頻識別技術、無線數據通信等技術，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理，如圖1所示[1，2]。

圖1 物聯網示意圖

基于物聯網的應急救援，主要是指在物聯網狀態下的地震災害應急救援組織的方法和手段以及組織形式等，本文定義為在地震救援中利用物聯網技術，實現對應急救援的組織、方法和手段的實時感知、控制的一種救援模式。

2.基于物聯網的應急救援特點

在物聯網狀態下，可以使地震災區的所有物體都變成了“活”的元素，不再全部是殘垣斷壁和倒塌的建筑；人員的搜救可以實現最大化搜救和最小化傷亡；人與人之間可以實現有效的通信和互聯；應急救災物資可以實現有序的投遞和發放等。具體來說，主要有以下幾個特點：

（1）救援組織網絡化

地震應急救援是一項高度復雜的系統工程，需要動員整個社會的人力、物力和財力資源，并綜合協調多個部門共同開展救援工作。而這些所有的資源，都需要進行有效的組織，才能實施及時有效的應急救援。通過物聯網，這些救援部門和力量就可以形成相互連接的網絡，在統一的指揮下實施救援行動。

（2）救援力量整體化

地震時的救援力量，有來自官方的，有來自民間的，有團體，有個人，還有自救的，甚至還有外來人士，這些救援力量，往往是看見哪里就救援哪里，沒有一個統一的、整體的、合理的對救援人員、裝備等的整體調度和分配，使得救援力量不能整體化和最優化。在物聯網狀態下，通過物聯網形成的網絡，可以使救援力量之間相互明確各自的位置、人員、裝備等，解決了“在哪里”和“有多少”的問題，因而救援力量可以得到整體部署，最大程度地發揮救援作用。

（3）救援實施精確化

地震應急救援，對時間的要求非常高。早一點實施救援，就有可能多拯救一條生命。然而在地震之后，出現在我們眼前的是殘垣斷壁，廢墟林立。如何對生命跡象進行及時、精確、有效地探測和實施救援，除了現在的生命探測儀之外，如果在地震災區應用了物聯網技術，那么就可以實現對所有遇難人員的及時定位，當然就可以進行及時的施救，這就使得救援實施變得更加精確。而且，通過智能識別，還可以對施救力量部署做出智能處理，在遇難人員集中的地方集中實施救援，在遇難人員零散的地方分散救援。

（4）救援裝備智能化

基于物聯網的應急救援，對于救援裝備來說，也呈現智能化的特點。應用裝備上自帶的電子標簽，救援裝備可以實現智能調度、合理分工、智能探測、自動搜救、自動通信等功能。通過這些智能應用，地震救援可以在人力不能到達或者不能及時到達的地方，智能探測生命跡象，應用機械的力量實施救援，最大限度地挽救生命。針對救援后的人員，根據其身體狀況，及時作出相應的后續跟蹤處理。

3.基于物聯網的應急救援實施

基于物聯網的應急救援，其目的就是最大程度地突破傳統方法的阻礙，在復雜天氣情況下，對救助人員無法到達的區域進行相關信息的獲取、處理、分析，從而實現救援效益的最大化。

因為地震救援不是簡單的依靠某一方的力量，而是整個社會對抗震救災工作的統一部署，因而可以以物聯網技術為核心，和政府相關部門相結合，形成一個新的救援網絡。通過物聯網感應的信息與專題模型的相互結合、相互滲透、集成為制定快速、有效的科學決策提供強大的技術支持。這樣就可以在地震救援時，建成和完善遙感、地理信息系統和全球定位系統的一體化地震災害防治和救援方案，及時主動地實時救援，減少人員傷亡和財產損失，使得救援效益最大化。

（1）實施原則

應急救援實施的原則主要有以下幾個。一是生命至上原則。在地震救援的過程中，人的地位是至高無上的，一切都要以救人為最高準則。二是時間原則。一定要利用物聯網，及時準確地實施精確救援，救援時間越早，得救的人就越多。三是整體性原則。在應急救援的過程中，一定要發揮多方面的的能量，不要局限于條條框框，實現軍人、政府、社會力量等多方力量的融合，最大限度地整合資源，提高救援效益。對整個救援工作實現整體工作的部署和救援之后的統一轉移等，都要進行統一的安排。

（2）實施機制

現有機制主要有契約、信任、激勵和行政等四種方式[3～7]。基于物聯網的地震應急救援，不是摒棄和改變現有的資源和救援網絡，而是把這些都統一起來，最大限度地實時救援。在物聯網狀態下，更多的是將其中的不確定因素進行了整合，因而這就使得應急救援的實施機制產生了新的變化。

針對契約機制的問題，主要是指政府向企業訂購應急裝備，利用物聯網，可以就近訂購應急救援裝備，與此同時還可以更加準確地確定應急裝備的類型、數量以及新的裝備需求等，這就大大地縮短了應急裝備的物流時間、類型匹配等問題，同時也指出了新裝備的研發方向。

針對信任機制的問題，主要是指增加了信任度。以往是通過相互之間的信任來實現，信任度一旦出現問題，在應急救援時候就有可能延誤救援時機。而通過物聯網，使得整個救援過程都動態可視，信任度大大增加。

針對激勵機制的問題，在物聯網狀態下的救援成果，更加透明可視，動態傳達到每一個網絡個體，使得激勵機制更加成功。

針對行政機制的問題，行政命令只存在具有上下級行政隸屬關系的網絡里，在平行的行政等級或者沒有隸屬關系的時候，利用物聯網可以解決行政命令不能解決的問題，同時也并不會遏制下級的主觀能動性和創造性。

（3）實施流程

基于物聯網的地震應急救援實施流程如圖2所示。在該流程中，北斗衛星實時感知災情，并將其信號傳入“數據庫”中心；再通過地理信息系統（GIS）和決策支持系統快速制定救援方案；根據應急救援方案，組織現場施救。

4.基于物聯網的應急救援體系建立面臨的挑戰

地震應急救援，是一個全民參與的活動，同時又是在政府主導下進行。基于物聯網的地震應急救援，主要就是借助于物聯網的技術手段，更加有效率地實施應急救援，這就使得要建立基于物聯網的應急救援體系面臨一些新的挑戰。

圖2 基于物聯網的地震應急救援實施流程圖

（1）物聯網技術的成熟應用

物聯網技術的成熟，是應用物聯網技術的前提。當前，我國物聯網技術已經相當成熟，可以在地震應急救援中進行應用，但是還存在著這樣那樣的未知風險。一是物聯網硬件的抗毀性。地震破壞性很強，在地震災區，應有效存在相應的物聯網硬件設備，如發生電力中斷和通信中斷等情況，可以使用備用的硬件設備連接網絡，這樣可以避免硬件損毀導致的物聯網中斷，物聯網的應用就不會發生故障。二是物聯網的普及性。地震發生，究竟在什么地方，什么時間，往往是不可預料的，因而要實現人員的精確搜救，必須使得整個國家或者整個世界都是物聯網全覆蓋的，沒有盲區。三是人員的素質。這主要是指既要有會使用物聯網技術的人員來實施搜救，又要有能夠解決物聯網中斷等問題的人員來維護網絡。

（2）政府職能的轉變

基于物聯網的地震應急救援，政府需要根據物聯網的特點和地震現場的動態變化，及時調整救援策略，不斷制定出新的救援方案。政府的主要職能，從以往的注重細節，變得注重全局和宏觀，從整體上進行調控，具體的細節由具體的執行者來進行掌控，職能分工更加明確，各級主觀能動性都能得到最大限度地提高。政府管理者除了對整個救援工作進行指導外，還要負責對整個救援力量網絡進行管理，包括利用物聯網來對人員調度、力量分布、位置分布等進行部署，使得政府職能進行了增加和轉變。

（3）重視績效與評估

基于物聯網的地震應急救援，還屬于一種探索性的思維，一旦在災害救援中得到應用，其效果如何，還需要得到檢驗。這就要求要利用每一次地震應急救援的機會，對基于物聯網的應急救援進行績效研究與評估。只有這樣，才能不斷發現問題，解決問題，使得地震應急救援呈現出最大的搜救效益。

〔致謝：本文得到了“應急裝備關鍵技術研究及產業化示范”（CSTC2012GG-SFGC00002）和國家社科基金項目“生產運行安全預警預報研究”（12FJS004）項目的資助，在此表示感謝！〕

參考文獻

[1]吳帆，曾厚富．RFID和衛星通信在通指裝備保障中的應用[J]．通信指揮學院學報，2010(6)：63～64．

[2]武明虎，張宇．試論物聯網帶來的機遇與挑戰[J]．信息技術，2010(5)：89～91．

[3]白鵬飛，段倩倩，賈群林．地震應急救援網絡組織模式研究[J]．中國應急救援，2012(6)：22～25．

[4]殷旭東．災害救援中經濟動員的流程再造[J]．中國行政管理，2011(6)：50～53．

[5]呂堅，孫林巖，范松林． 網絡組織類型及其管理機制適應性研究[J]． 管理科學學報，2005(4)：61～67．

[6]周志忍．地震改變國內政治生態[J]． 人民論壇，2008(11)：40．

[7]竺乾威．公共行政理論[M]．上海：復旦大學出版社，2008．

作者單位：（解放軍后勤工程學院/65523部隊）