大數據+區塊鏈技術在應急管理領域中的應用

李迪

摘要 2018年3月，中共中央印發《深化黨和國家機構改革方案》，提到為提高國家應急管理能力和水平，提高防災減災救災能力，將國家安全生產監督管理總局的職責，國務院辦公廳的應急管理職責，公安部的消防管理職責，民政部的救災職責，國土資源部的地質災害防治、水利部的水旱災害防治、農業部的草原防火、國家林業局的森林防火相關職責，中國地震局的震災應急救援職責以及國家防汛抗旱總指揮部、國家減災委員會、國務院抗震救災指揮部、國家森林防火指揮部的職責整合，組建應急管理部。那么未來應急管理部的核心工作首要構建應急管理能力。我國目前處于科技創新爆發式增長的時代，應急管理領域如何突破固有模式、利用新技術進行創新，對未來應急管理能力建設至關重要。

【關鍵詞】大數據 區塊鏈 應急管理

2018年3月，中共中央印發《深化黨和國家機構改革方案》，提到為提高國家應急管理能力和水平，提高防災減災救災能力，將國家安全生產監督管理總局的職責，國務院辦公廳的應急管理職責，公安部的消防管理職責，民政部的救災職責，國土資源部的地質災害防治、水利部的水旱災害防治、農業部的草原防火、國家林業局的森林防火相關職責，中國地震局的震災應急救援職責以及國家防汛抗旱總指揮部、國家減災委員會、國務院抗震救災指揮部、國家森林防火指揮部的職責整合，組建應急管理部。應急管理部的成立，說明國家將突發事件的應急管理能力放在了第一位，重視的是全社會、系統性、大安全的理念。應急管理部未來的核心工作首要構建應急管理能力。應急管理能力建設分為三大方面：響應能力、時間能力和管理能力，如圖l所示，其中以大數據為核心的若干新技術是構建應急管理能力的基礎。

1 大數據及可能的應用場景

1.1 大數據的概念

大數據（big data），指無法在一定時間范圍內用常規軟件工具進行捕捉、管理和處理的數據集合，是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發現力和流程優化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產。公認的大數據具有4V特點：Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多樣）、Value（低價值密度，即單個的數據拿出來分析沒什么意義）。如圖1所示。

1.2 大數據在造紙廠污水池硫化氫中毒同類事故預防中的應用

2015年8月27日11時40分左右，某市第二造紙廠第二車間工人在清理儲漿池時發生一起中毒事故，造成3人死亡。2018年3月28日晚上11點左右，某市一造紙廠發生一起中毒事故，造成4人死亡。造紙廠有限空間作業年年強調年年有，說明我們現行的模式并沒有有效的解決問題。

對于這個問題的解決，著力點有兩個：人或者物。在構建解決方案時，我們必須將復雜問題簡單化。目前我們的措施是加大培訓、加大宣教、加強檢查。如果解決問題著力點放在人身上，則有流動性、不可窮舉性、差異性幾個問題需要解決：

（1）這類事故多發于村民或者臨時工，臨時工帶有很大的行業和地域流動性，這次應急部門培訓了一批人，下次干活的又換了一批人，甚至招呼親朋過來搭把手而發生事故的都有可能，一人干活全村培訓顯然不現實，這就帶來了流動性與不可窮舉性。

（2）教育程度、專業類別、年齡、理解力都會帶來培訓效果的個體差異性。

如果將一個問題的著力點放在人對人的解決思路上，可以建立一組函數關系如下：

y結果=f（性別，年齡，教育程度，個性，專業類別，情緒，情商，疲勞程度……）

因為人受性別、年齡、教育程度、情緒、接受能力等各方面影響，具有很大的不確定性，問題解決模型變成了不確定性對不確定性，只要參數取值一變就會帶來不同的后果，其中有且必有一組引發事故的解，即黑天鵝事件出現是必然的（黑天鵝事件有三個特點：意外、后果重大及不可預測性）。不確定性對不確定性解決問題思路的最大特點是：我們干了很多工作，但是干的很累，成效卻沒有多少，即事倍功半。所以，想達到事半功倍的效果，我們必須重新分析問題場景里，找出哪些因素是確定的、唯一的、不變的。如圖2所示。

如果問題解決的著力點放在對物上，有幾個非常明顯的優勢：不可移動性、周期性、可預測性。污水池、地坑等有限空間一旦建成，無法移走，帶來了監管的便利;雖然存在修建的污水池（比如村辦廠房）在監管缺失的范圍內，但是一旦發現，由于其固定性，馬上可以納入監管;污水池的容量是有限的，滿了就得處理，因此就產生了周期性，也就帶來了事故的可預測性。通過大數據系統，收集造紙廠的運行數據，對其清理周期進行記錄和預測，系統直接向有關部門及單位預警，實現事故預防和提前培訓的精準推送。如圖3所示。

1.3 大數據輔助深度挖掘，尋找海量數據間的關聯規則

大數據還有一個應用，可以完成國內外同類事故的收集、檢索、匹配，一旦和企業目前準備開始的作業過程匹配，就可以自動進行風險分析，列出歷史上出過事故的問題點、所有可能出現的風險，進行培訓、預警和作業指導，從而達到事故預防的目的。

當我們對數據的利用更深入一步時，一個工廠DCS控制系統本身就能產生大量的數據，是一個大數據集。我們可以通過大數據分析事故企業DCS系統各項數據間的關聯規則，尋找事故時間點數據間內在的關聯規則。當這種關聯規則被找到后，系統自動與實時監控參數產生的規則做匹配，就有可能能防控類似2018年3月12日發生的九江石化60萬噸/年柴油加氫裝置高壓竄低壓的事故。

在部分工廠的DCS控制系統上，報警很多但未受到重視，這里面有很多原因：管理疏忽、設備自身問題、報警失靈、設計缺陷等等。報警為什么不受重視？根本原因在于報的是數據而不是場景。變送器傳回的數據，記錄的是一個個數據孤島，比如單個設備的溫度、壓力、流速、高低液位等數值，報警也只是針對比如容器超壓、溫度超高、流量過速這些孤立事件去報警。人們真正想要的不是一個個單獨的報警，而是要的上游某設備超壓開始造成下游設備內流速過快、反應溫度持續升高，引發事故的邏輯規則開始出現的報警。現在的系統沒有發現規則、匹配規則這種運算功能，所以必須去逐個確認報警的原因。這種工作方式很容易產生疲沓、漠視，于是一頭巨大的灰犀牛就會出現（“灰犀牛事件”是太過于常見以至于人們習以為常的風險。灰犀牛體型笨重、反應遲緩，你能看見它在遠處，卻毫不在意，一旦它向你狂奔而來，定會讓你猝不及防，直接被撲倒在地。）。

2 區塊鏈及可能應用的場景

2.1 區塊鏈介紹

在市場咨詢公司高德納（Gartner）著名的技術成熟度曲線中，區塊鏈技術第一次的出現是在2016年7月，其定義是一種使用時間戳和數字密碼的技術，把交易記錄記載在按時間序列組成的數據區塊中，并使用共識機制把數據存儲到分布式數據庫內，從而生成了永久保存、不可逆向篡改的唯一數據記錄，用以達到不依靠任何中心機構而實現可信交易的目的。

區塊鏈因比特幣而火，又因比特幣而被人質疑。但當我們認真審視這項技術，會發現其在應急領域里的巨大社會價值。區塊鏈最初的學術定義為由包含交易信息的區塊從后向前有序鏈接起來的數據結構。區塊鏈存儲在有多個節點組成的分布式網絡系統上，每個完整的節點都存有整個區塊鏈的副本，而每一個計算機節點之間通過網絡進行交易信息的共享。同時，區塊鏈也是一個交易數據庫，其中存儲的是系統中由所有節點共享的信息，稱為分布式加密總賬本。通過這個總賬本，區塊鏈實現了不需要任何一個中央權力機構或者受信任的第三方來協調互動、驗證交易或監督行為的特征。一個區塊鏈上的完整副本包含了每一個曾經執行的交易，使歷史上的任何信息都可以被任何一個參加的節點所訪問。

2.2 使用區塊鏈技術進行事故預防

2018年3月27日，某市某商貿有限公司租賃的另一公司廢舊廠房，在切割改造廢舊油罐過程中發生爆炸，造成最終9人死亡的事故。

我們目前的監管：

（1）無法有效預防這類事故，因為我們無法預測和監測每個人腦海中天馬行空出現的各種各樣新想法;

（2）發生事故后，只能通過大量臨時的突擊性檢查來進行同類事故的預防性補救。

復雜情況下我們求解，能下手的點有兩個：人，或者物。

如果我們把精力放在對人的改進上，這個問題解決起來會很復雜：

（1）我們很難預測一家標注自己從事商貿的公司到底準備經營什么，也很難預測它租賃廠房下一步準備干什么，這一次是商貿公司，可你無法排除下一次會不會是一個行為藝術家準備進行頹廢藝術展示時去買一個廢舊儲罐對它進行切割、焊接，如果是這種情況下發生事故，我們向誰追責？

（2）我們無法精準圈定需要被管理和培訓的人群，人群在不斷變化，人口在不斷流動，太多的隨機性在里面。

當我們無法解決人的問題時，可以將解決問題的著力點放在物上。而如果我們為一個儲罐構建一個完整的區塊鏈，如圖4所示。

那么它從哪里生產、經過了幾手、目前在誰手里、是否到了報廢時間、是否在報廢期后非法使用，全部問題都可以找到確定的、唯一的答案;同時，由于加密算法里包含了時間，這使得各個交易單只能單向讀取而無法逆向修改、篡改，這也是區塊鏈技術一直被人們推崇的安全性所在。

這個案例里人和物的兩個立足點好比數學里的數值解（一組解，不確定）和解析解（確定的解）的關系，顯然，選擇去解決確定解要簡單的多。

2.3 需要進一步解決的問題

區塊鏈的技術看起來雖然簡單，但是仍有幾個關鍵問題需要解決：

（1）建立儲罐信息的法律問題。按交通法規定，只要是機動車都必須掛牌才能上路。對于儲罐管理，如果想引入區塊鏈技術，需要立法強制必須建立電子信息檔案才允許使用、買賣。

（2）儲罐與存放儲罐信息的信息卡不可剝離。如果信息卡和儲罐可以剝離開，仍然存在偽造信息的空間，就好比人是真的、身份證也是真的，但是這個人對應的不是這張身份證時仍然持的是假身份證一樣。

（3）如何方便讀取信息卡中的內容。畢竟儲罐有些是要埋地的，有土層隔離，有污染存在，不是商店里的二維碼，掃一掃就能讀取信息。

（4）信息納入大數據和云平臺管理。前面三個問題如果解決，第四個問題不是問題。

3 結語

雖然大數據的基礎收集工作還需要時日開展，而區塊鏈技術成熟更需要5-10年的時間，但是我們可以從大數據和區塊鏈技術的組合應用中看到徹底解決某些事故的希望。假以時日，大數據+區塊鏈技術必然會帶來應急管理領域帶來從國家到地方各個層面的大變革。

參考文獻

[1]井底望天，武源文，趙國棟，劉文獻，區塊鏈與大數據[M].北京：人民郵電出版社.2017.

[2][英]維克托·邁爾一舍恩伯格，肯尼斯·庫克耶.大數據時代[M].杭州：浙江人民出版社，2013.