大數據背景下的智慧安全應急管理創新若干關鍵科學問題

劉藝 張輝 鄧青

摘要：大數據驅動的智慧安全管理是一個緊隨大數據方法而興起的一個相對新的研究領域。文章從大數據背景下傳統應急管理所面臨的問題和挑戰出發，從技術層、方法層和理論應用層分析了大數據背景下我國實現應急管理創新所需研究的內容和要解決的關鍵科學問題。

關鍵詞：大數據；智慧安全；創新；研究內容

一、 引言

加快推進公共安全與應急管理的智慧化，是完善國家治理體系，實現治理能力現代化的重要舉措。推動公共安全管理創新，實現智慧安全精準、高效的全方位、立體化管理決策，對于新時期國家社會治理具有重要的意義。

本文將對我國公共安全應急管理面臨的形勢和問題進行分析，全面剖析當前世界大數據技術與應急決策創新領域的研究現狀和視角，嘗試提出我國實現智慧安全應急管理創新的路徑和必須解決的關鍵科學問題，以期為我國新時期智慧化公共安全應急管理體系的實施和國家治理能力的提升做出一定的貢獻。

二、 大數據背景下傳統公共安全領域面臨的變革

公共安全是國家發展、社會穩定的基石。公共安全應急管理的方式、方法以及機制、體制的創立與發展與整個社會的態勢和技術水平緊密相關。追求應急管理模式與社會發展的有機協調和良性互動，一直是各個國家應急管理創新領域的重大需求。

大數據時代，社交網絡、移動設備等技術在商業領域、公共領域和社會生活各個領域的廣泛應用在帶來了社會、社交生活便利的同時，也造成了應急管理的復雜性。在大數據背景下，傳統的突發事件從誘因、表現形式、傳播速度、傳播范圍、對社會的影響模式都在發生著極大的改變。大數據的多元異構、龐大復雜、傳播迅速等特點都在挑戰著傳統應急管理方式，推動著傳統應急管理模式的變革

總體來說，伴隨著大數據技術的發展，當前在公共安全領域，傳統應急管理無論從方式、方法還是管理模式都面臨著如下變革：

首先，大數據范式帶來的應急決策方法變革。大數據時代，隨著移動互聯網、電子商務、物聯網和社交媒體的快速發展，網絡信息流與現實生活中的民眾行為越來越緊密相關，數據與社會經濟、生活的融合越來越深入。大數據時代帶來的智能終端、無線射頻設備、在線聊天工具等的大量使用，一方面使得傳統突發事件應急決策面對著相關數據信息量空前壓力的同時，另一方面也為決策分析提供了充足數據源，為傳統應急管理的定量化決策提供了充足的信息判斷依據。由于大數據的快速信息處理與應用，催生了傳統應急決策模式正在從定性分析向更為精細化的定量管理轉變。

其次，大數據技術催生的應急管理角色改變。大數據時代，互聯網與各種自媒體工具的運用為人們表達想法提供了寬闊的空間，公眾對社會決策的影響作用越來越大，社會管理方式在發生著巨大變化。在大數據背景下，社交媒體工具的應用使得越來越多的人成為了突發事件的利益相關者，他們一方面傳播、瀏覽信息，另一方面評論監管突發事件的發展，傳統的應急管理接角色正在改變。大數據時代公眾參與到政府決策成為可能—傳統危機管理領導方式正在向數據驅動的群決策模式轉變。

再次，大數據傳播模式帶來的應急管理模式改變。大數據時代，信息技術的飛速發展，為社會管理提供了平臺。大數據被充分應用到了公共事務的管理中，如網絡大數據被應用到網上政策評估，電子管理也應用到政府組織管理中等。移動互聯網環境正在將社會生活的“葉、樹”連接成網，社會安全管理模式正在從點、線式管理向扁平化、情景化以及層級結構不明顯的多元自組織模式轉變。

綜上，對于公共安全研究來說，大數據是把雙刃劍，面對著這場大數據帶來的機遇與挑戰，如何適應這場變革，如何以科學的方法實現傳統應急管理向更為科學、精細化和靈活化的智慧形態轉變，實現應急管理與社會技術進步的共同、共贏發展，都是我們需要進一步探究的問題。

三、 現有研究現狀與視角

技術發展是推動社會進步的重要動力之一，大數據時代實現了全球信息的共享和交互，也給傳統應急管理模式的發展帶來了沖擊。由于大數據發展以前所未有的方式增強了人們收集、分析、利用和傳播數據的能力，在公共安全領域圍繞大數據的采集、融合、分析以及應用都是當前人們越來越關注的問題。

其中，針對大數據技術本身，《Science》曾刊文專門指出：“計算社會科學”將在前所未有的深度和廣度上自動地收集和利用數據，為社會科學的研究服務。由于大數據體量過大，超出了傳統公共安全領域處理、掌握信息的能力，如何充分利用大數據技術，減少傳統非結構化信息檢索所面臨的語義鴻溝，快速、有效計算、分析和存儲數據，是當前實現智慧安全大數據技術處理遇到的瓶頸問題。

在現有技術研究方面，圍繞海量公共安全大數據的數據清洗、數據融合、數據管理已經展開了激烈的討論。海量、復雜數據的描述、數據處理準確率等技術問題和能力正在解決和逐步提高。當然數據處理技術的進步也隨之帶來了決策效能的提升。在大數據時代，將“數據”和“決策”聯系起來，將數據挖掘的方法流程應用于決策管理過程，是當前的熱點。通過大數據準確分析事件情景，并在數據分析基礎上將傳統決策問題量化為可描述的參數、變量等進行“數據”決策越來越受到追捧。傳統的決策行為模式正逐漸由“經驗驅動”向“數據驅動”轉變。

當然，伴隨著這種“經驗驅動”向“數據驅動”的轉變，在定量化的情景分析、模擬推演與仿真決策方法研究基礎上，針對大數據變革帶來的組織管理、流程變革等，也成為了與大數據契合研究的前沿問題。其中，在大數據決策創新上，。通過收集大量人的意見和智慧來共同解決一個共同的問題，實現管理方式的扁平化、社會化，政府、組織和公眾的協同發展是該領域的共識。伴隨著大數據效率提升，在信息化泛在的大數據時代，如何基于大數據分析方法深度挖掘相關決策需求并進行關系分析是傳統突發事件處置面臨的復雜問題。當然，這種管理模式的效率、效果也帶來了管理決策方式的敏捷化、扁平化，應急決策模式正在向新的數據驅動方式轉變。

總之，當前從公共安全應急管理學科發展及應用的角度展開新的大數據與應急管理交叉研究，已經成為公共安全領域的熱點研究方向，這個趨勢已經在全球范圍中相繼開展。現有研究對能夠支撐大數據背景下的管理決策理論與方法等研究來說，還處于零星、散落研究階段，遠遠不能達到大數據發展速度對智慧安全領域的需求，從建立大數據背景下的決策支持方法來說，還需要在宏觀上進行有針對性的布局和系統勾勒，從而為跨向下一步的變革提供支持。

四、 大數據背景下應急管理創新研究內容與若干關鍵科學問題

面對大數據環境下的傳統應急管理變革與創新重大需求，從理論和應用等不同層面開展智慧安全大數據研究顯得十分重要。

基于當前研究瓶頸以及大數據背景下的應急管理機遇和挑戰，根據一般科學研究實施從技術到方法再到模式變革的遞進過程，可以研制信息時代的應急管理變革和管理模式創新技術路線，凝練實現當前應急管理創新所需的研究內容與問題，共分為三個層面（如圖1所示）。

其中，大數據的采集、分析、融合方法為技術層，為其他研究模塊提供支持；大數據背景下的復雜突發事件情景構建和推演是主要理論方法層，在大數據分析技術基礎上，重點關注基礎理論、模型和方法研究；最上層為理論創新層，重點從大數據背景下的管理模式創新切入，以大數據驅動的應急決策方法創新推動智慧安全應急管理的流程再造、模式重組，同時，本層次也為數據層和方法層自頂向下提出需求，使得技術層和方法層的研究能夠更加豐富完善。

具體研究內容和關鍵解決問題如下：

1. 技術層：支持管理決策的大數據融合分析技術。在大數據時代，數據獲取與分析技術是戰略制勝的殺手锏，但散落的海量大數據一般難以捕捉、管理和分析。在公共安全應急管理場景中，應急決策的數據來源包括行業或部門內部的內網、事件現場采集、互聯網上突發事件相關的信息等，這些數據源具有多源、異構、動態等特點，不同信息來源的數據經常是分散和孤立的，呈現出信息不完整、碎片化現象嚴重、標準不統一、語義表達模糊等特征，應急決策信息的主動獲取和按需集成存在困難。在大數據背景下的應急管理領域，如何準確、高質量地將來自物聯網、傳感器、衛星遙感等多源異構數據快速挖掘，并在合適的時間、以合理的方式高效地傳遞給應急決策者，是大數據方法在公共安全應急管理決策應用過程中核心的技術問題。

根據大數據技術方法的分析層次和應急決策過程對數據集成的處理需求，實現大數據背景下的應急決策高效需要對公共安全領域的數據處理技術進行研究，主要需要解決這些海量、異構、多源大數據在表示、存儲、查詢和分析等關鍵技術。需要研究建立與決策需求有機協調的高效數據采集模式，并針對應急決策的動態性、快速性，研究可擴展的復雜數據采集網絡模型，研究多源異構信息快速融合方法，實現多源異構突發事件大數據的高效清洗、檢索、分析，有效支撐大規模、動態增量數據的快速融合分析；需要研究跨領域、多源異構、半結構化和無結構化的數據源向結構化數據集的轉換方法，研究數據相似性定義和算法，研究數據映射和數據轉換機制，研究橫向（復雜語義關系）和縱向（融合微觀-中觀-宏觀各個層次）跨維度立體式語義空間關聯結構，從而實現突發事件的多角度、多尺度、多要素關聯分析，滿足大數據背景下突發事件應急決策需求的復雜自適應的數據深度融合挖掘與分析。

2. 方法層：大數據背景下的復雜突發事件情景構建與推演。在大數據的背景下，政府決策與管理等管理活動大都呈現出高頻實時跨組織數據整合、多主體決策等特。這些特征性的出現對相應的管理決策分析模型以及基于數據分析的決策方法提出了要求。

在公共安全領域，在數據分析與集成的基礎上，應急決策的展開需要針對突發事件的情景進行研判進而提出有針對性的決策。結合大數據分析和高性能計算技術，實現高效可靠的多源異構模型的綜合集成和仿真推演，進而實現應急決策方法的劃時代創新，是當前應急決策領域的科學前沿。未來研究需要在大數據信息抽取基礎上，實現通用性的應急決策情景建模和組織、資源規劃方法以及情景推演方法，研究面向管理與決策中“常態”和“非常態”下自適應的決策過程模型，為上層應急決策提供方法支撐。具體包括建立科學計算推演所需的復雜突發事件系統建模和面向應急決策與情景推演方法等方面。

當然，在這一建模與推演過程中，為了使決策建模更加精準，還必須解決研究面向動態應急決策資源動態匹配和最優化算法、多層級多屬性應急資源的高效聚集等技術問題以及面向公共安全的事件的碎片化內容擬合和社會行為發現方法、社會網絡關系建立等方法問題，以使得建立的模型和推演過程能夠更加符合實際。

3. 理論層：大數據驅動的智慧安全應急管理模式創新。在大數據時代，應急決策面臨著來自理念、思維、方法、技術全方位的考驗和變革。因此，在大數據背景下如何基于大數據基礎上的現場數據、模型推演等方面的科學分析，建立新的大數據驅動下的智慧安全管理模式是未來研究的關鍵點之一。

在大數據技術和應用發展帶來的公共安全管理模式變革上，在大數據背景下由于社會溝通模式的扁平化，傳統的應急管理組織正在面對著結構重組、流程再造等問題。在這一問題上研究上，未來將主要關注在大數據驅動下的社會治理模式改變、服務創新、以及新的應急管理模式研究等方面。

在大數據帶來的組織管理模式變革變化上，基于大數據時代多元信息融合與分析基礎上的決策組織與過程變化，將結合大數據時代不同社會形態的社會治理需求，重點研究適應不同社會情景的組織機構與協作模式，研究與應急決策實時反應與動態調整過程緊密契合的應急組織合作關系與智能化工作流程研究，研究社會宏觀政府管理與社會微觀精細管理的統一方式，以大數據驅動的決策和服務模式設計、優化現有流程，建立“政府—組織—公眾”協同緊密互動的新型管理決策，建立扁平化、社會化、情景化的智慧安全管理范式，實現大數據分析基礎上應急管理再造和創新，從而提高傳統應急管理過程的科學性和準確性。

此技術路線各個層面有機關聯、相輔相成。通過自底向上的技術推進和自頂向下的模式變革實現大數據時代公共安全創新的技術變革。

五、 結語

數據生產信息，信息輔助決策，當我們確認大數據是推動社會實現智慧化管理和決策創新的一把利器時，推動公共安全智慧化管理的腳步已經開展。我們希望通過本文的研究，可以勾勒公共安全領域大數據的基本研究內容，銜接現有的公共安全大數據決策分析方法，為實現我國智慧安全應急管理的創新提供一定支持和建議。

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基金項目：國家重點研發計劃項目“重大綜合災害耦合實驗和模擬技術與設備”（項目號：2017YFC0803308）；國家自然科學基金“大數據驅動的大型活動全景式管理與決策范式研究”（項目號：91646201）；中國人民公安大學基科費重點項目課題“人員密集情形下區域疏散能力與安全風險評估”（項目號：2016JKF01213）。

作者簡介：張輝（1966-），男，漢族，福建省廈門市人，清華大學公共安全研究院副院長、教授、博士生導師，研究方向為公共安全；劉藝（1984-），女，漢族，河南省洛陽市人， 中國人民公安大學講師、碩士生導師，清華大學博士后，研究方向為應急管理；鄧青（1990-），女，漢族，湖北省孝感市人，清華大學公共安全研究院博士生，研究方向為應急管理。

收稿日期：2018-07-17。