智慧安全情報服務體系研究

王秉 陳超群

收稿日期：2020-08-17

基金項目：國家社會科學基金重大項目“大數據和智能時代重大突發公共衛生事件風險防范化解體系研究”（項目編號：20&ZD120）。

作者簡介：王秉（1991-），男，特聘教授，博士，研究方向：安全情報學、安全信息學與安全科學基礎理論。

通訊作者：陳超群（1996-），男，碩士研究生，研究方向：安全管理及安全系統工程。

摘要：[目的/意義]安全情報是促進和保障安全的必用之寶，開展智慧安全情報服務體系研究具有重要意義。[方法/過程]首先，采用文獻分析方法，分析智慧安全情報服務體系的層次框架。其次，構建智慧安全情報服務體系，并分析智慧安全情報服務體系的運作過程與服務模式。最后，分析智慧安全情報服務體系的若干關鍵問題。[結果/結論]智慧安全情報服務體系包括支撐層、安全情報資源層、安全情報服務層與用戶層4個層次，它的服務模式包括情報主動式與用戶主動式兩種，它的關鍵問題包括安全協作問題、安全情報管理問題及人才隊伍建設問題。

關鍵詞：安全情報;智慧服務體系;安全管理;大數據

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2021.04.001

〔中圖分類號〕G203;X91〔文獻標識碼〕A〔文章編號〕1008-0821（2021）04-0003-07

Research on Smart Safety & Security Intelligence Service System

Wang Bing1，2，3Chen Chaoqun1*

（1.School of Resources & Safety Engineering，Central South University，Changsha 410083，China;

2.Safety & Security Theory Innovation and Promotion Center（STIPC），Central South University，

Changsha 410083，China;

3.Safety & Security Science and Emergency Management Center，Central South University，

Changsha 410083，China）

Abstract：[Purpose/Significance]Safety & security intelligence（SI）is a necessary asset to promote and guarantee safety & security.Thus，it is of great significance to study the smart SI service system.[Method/Process]First，this paper analyzed the hierarchical framework of smart SI service system based on literature analysis.Second，this article constructed a smart SI intelligence service system，and analyzed its running process and service mode.Finally，this paper discussed some key issues of the smart SI service system.[Result/Conclusion]The smart SI service system included four levels，namely，support layer，SI resource layer，SI service layer and user layer.Its service mode included intelligence active form and user active form.Its key issues include safety & security cooperation，SI intelligence management and talent team construction.

Key words：safety & security intelligence（SI）;smart service system;safety & security management;big data

安全管理的核心是安全情報的搜集、分析與應用。因此，安全情報是保障安全的必用之寶[1]，研究智慧安全情報服務體系，對提高安全情報的搜集、分析和運用能力，進而提升安全管理水平，意義重大。安全情報學是一個新領域[2]，尚存在研究空白，安全情報服務體系研究尚處在初步階段。目前，有關安全情報智慧服務的研究主要集中在非常態安全管理（即應急管理）領域（即智慧應急情報服務研究）[3-6]，在常態安全管理領域極為罕見，特別是尚未開展面向安全管理全過程（包含常態安全管理及非常態安全管理）的安全情報智慧服務研究。因此，亟待開展面向安全管理全過程的智慧安全情報服務體系，這有助于形成系統全面的智慧安全情報服務體系。鑒于此，本文立足于理論層面，面向安全管理全過程，分析智慧安全情報服務體系的層次框架，并構建和解析智慧安全情報服務體系。

1智慧安全情報服務體系層次框架分析

通過文獻分析，可明確智慧安全情報服務體系應包含哪些層次結構及各層次結構之間的關系[7]。在中國知網數據庫中，使用高級檢索方式以“智慧+情報+服務體系”為主題檢索中文文獻，剔除不相關文獻，共檢索出262篇論文，精選出代表性文獻39篇。本文主要以這39篇代表性文獻為目標文獻進行研究，對文獻進行內容分析，整理和提煉文獻中出現的智慧安全情報服務體系的相關觀點和研究成果，得出智慧安全情報服務體系層次[7-11]，如表1所示。

基于上述分析，得出智慧安全情報服務體系層次框架，如圖1所示。智慧安全情報服務體系包括支撐層、安全情報資源層、安全情報服務層和用戶層4個層次。其中，支撐層包含智慧安全情報服務體系的技術方法及硬件設施，對智慧安全情報服務體系的建設、服務功能的實現起著支撐作用，是智慧服務實現的“法寶”;安全情報資源層是基于支撐層而建立，支持和影響智慧安全情報服務體系的服務功能;安全情報服務層服務功能的實現需安全情報資源層提供安全情報，體現安全情報的價值，安全情報服務層在服務進程中也會通過反饋機制，推動安全情報資源層的完善與質量的提高;通過安全情報服務層的功能實現，滿足用戶層的需求，用戶層也會影響推動提高安全情報服務層的服務能力，間接推動安全情報資源層的建設。同時，4個層次是一個有機整體，它們之間相互聯系和影響，共同支撐智慧安全情報服務體系的良好運轉。

2智慧安全情報服務體系構建研究

2.1智慧安全情報服務體系構建

根據智慧安全情報服務體系層次框架，構建智慧安全情報服務體系，如圖2所示。

2.1.1支撐層

支撐層是智慧安全情報服務體系智慧服務的基礎，也是智慧服務實現的關鍵。支撐層分為技術支撐模塊和硬件支撐模塊兩部分。技術支撐模塊主要是指大數據技術和云計算等，硬件支撐模塊主要指網絡設施（有線寬帶網絡、無線網絡、4G和5G等）、高性能計算設備及海量數據存儲設備等，是高新技術運用的基礎。支撐層軟硬件結合支持智慧安全情報服務體系完成以下5方面重要功能：

1）全面實時的安全情報采集。依托傳感器、掃描器等設備實時獲取現場信息，使用大數據采集

技術實時采集互聯網、通訊系統等在線產生的數據。多種方式采集的信息包含安全管理所需的全面的安全情報，可避免出現安全管理中的安全情報缺失問題。

2）海量安全情報數據存儲。支撐層提供大容量、高性能儲存設備以供實時采集的安全情報及諸如危險源信息等歷史安全情報的分布式貯存，同時協調不同類型的異構系統的數據在安全情報資源層的融合[12]。

3）智慧安全情報分析。運用機器學習、自然語言處理、圖像分析、報文分析、時序分析等[8]情報分析方法，初步解析所采集的安全信息，并依托高性能計算設備，智慧安全情報服務體系能選擇多種情報分析方法獲取最優安全情報。

4）高效的安全情報數據傳輸。智慧安全情報服務體系需實時的安全情報，就需高帶寬的網絡進行傳輸，且智慧安全情報服務體系各個環節傳遞數據也需通過網絡。

5）安全情報的充分利用。諸如關聯關系方法及平行檢索技術、MapReduce技術等大數據檢索技術的應用能夠全方位搜集所需安全情報，可有效避免安全情報資源的“重藏輕用”[1]。

2.1.2安全情報資源層

安全情報資源層是智慧安全情報服務體系進行安全管理的信息資源基礎，是跨部門數據共享整合加工平臺的成果。安全情報資源層包含靜態安全情報資源與動態安全情報資源。靜態安全情報資源包括安全事件報告、安全法律法規標準文件、各類應急預案、過往輿情資料、累積的安全情報和安全知識及安全資源配置情況等。動態安全情報資源包含物聯網、互聯網、通訊系統在線產生及傳感設備設施感知并上傳的實時安全情報，包含潛在危險信息、安全事件信息（人員傷亡信息、時空信息、環境信息等）、政務信息（部門業務信息、城市運行信息等）等。這些資源包括圖形、文字、音視頻等多種類型數據，使用知識管理、內容管理等方式[13]，將不同方式獲取的安全情報聚合在大數據綜合數據服務庫，建立安全風險信息庫、安全知識庫等規范化、序列化的安全情報資源池，按照大數據管理標準和要求，進行集中管理和維護[14]。

2.1.3安全情報服務層

安全情報服務層即安全情報應用于安全管理的層次，是智慧安全情報服務體系“智慧化”的體現。安全情報服務層包括安全情報處理模塊、常態安全管理模塊和非常態安全管理模塊3部分。安全情報處理模塊有預警指示及安全情報收集、分析和供給，這些環節由大數據技術結合人的智慧完成。非常態安全管理模塊分為應急決策、應急響應與應急恢復。常態安全管理主要包括安全預測、安全決策與安全執行3方面。智慧安全情報服務體系能提供全方位、精準化的安全情報服務（如決策方案、行動指南等）[15]，或者依據安全情報需求主動再收集相關安全情報解決安全問題，完成安全情報服務活動。在技術支撐下，采集、分析、利用安全情報以進行安全管理，相當于完成信息到情報再到智慧的過程[5]。同時，在安全管理過程會產生可觀察的量（如安全管理成效、特征等），通過一系列轉換過程變為安全情報資源[16]，會進一步豐富安全情報資源層，從而促進智慧安全情報服務體系完善和發展。

2.1.4用戶層

用戶層位于智慧安全情報服務體系的上層，包括政府決策者、組織機構、智庫、公眾和企業等。用戶層在智慧安全情報服務體系中發揮兩方面效用：一是將采集分析處理之后的安全情報產品及安全管理過程中產生的安全情報傳送給用戶層，使其獲取最新安全情報，且保證安全情報結果的公開化、透明化和數字化[17]。用戶層不僅是安全情報的接收者、利用者，也是安全情報的生產者，能夠反饋所接收的安全情報，智慧安全情報服務體系可從反饋中尋求有價值的安全信息。二是安全關聯社會各方面，在必要情況下需全員參與，將安全情報傳送給社會整體，社會整體能協同、配合安全管理，從而提高智慧安全情報服務體系的安全績效。

2.2智慧安全情報服務體系運作過程分析

2.2.1安全情報采集

智慧安全情報服務體系的安全情報獲取遵循這一流程：采集與預處理→存儲與管理→計算、分析與挖掘[18-19]。不同類型組織數據庫存儲大量結構化數據，互聯網、物聯網等在線產生大量非結構化數據，大數據采集第一個步驟就是從海量結構化、非結構化數據中采集安全數據，采用ETL進行離線采集、Flume實時采集、Crawler進行互聯網采集等，同時在數據采集過程中對數據進行抽取、轉換、加載等預處理[19]，整合數據，提升可用性、可靠性等數據質量。采集后的數據采用分布式文件系統和數據庫（如HDFS、NoSQL數據庫系統）存儲。存儲的數據進一步進行計算、分析與挖掘，采用神經網絡算法、遺傳算法等進行數據挖掘，精煉數據，挖掘隱含數據中有價值的安全信息并將其存儲。同時，依托可視化技術，可將這些安全信息直觀展現。安全情報采集這一環節的完成實現了安全大數據向安全信息的轉化。

2.2.2安全情報分析

安全情報分析是對安全信息的進一步加工，實現安全信息到安全情報的轉變。安全情報分析是在冰山理論、安全事件致因理論、相似安全系統理論等安全科學理論的指導下，運用信息甄別知識、相關性判斷知識、計量分析知識及自然科學和社會科學等專業領域知識[20]，采用人工分析與機器分析相結合的手段，將收集到的安全信息有序化、系統化與層次化[21]。同時，通過恰當的分析方法與技術，系統分析收集的安全信息，對安全問題的特征、原因、本質及后果等進行分析評估，并形成安全問題分析評估結果[22]，亦可得到安全管理能力分析、安全管理優缺點分析[16]、安全事件發生發展程度等安全情報。

2.2.3安全預警分析

在安全預警分析環節，進一步解讀安全情報，進行智能安全預警分析。采用兩種方法實現智慧安全情報服務體系安全預警功能，一是依據專家智慧判斷是否達到安全預警閾值（安全情報以多種形式展現給專家判斷，專家根據知識經驗做出專業判斷：是否應該采取安全預警報警？是否進入應急準備狀態？），二是以大數據等信息處理技術為依托進行安全預警。

以大數據等信息處理技術為依托進行安全預警方法較為復雜，這里需做進一步解釋。該方法將大數據技術與安全情報相結合，提出基于先驗知識、模型、算法與實時安全情報進行在線處理的方式，設計兩種方案：第一種是基于關聯關系的安全預警，將原有安全事件的情報進行建模或者編寫算法，得到不同安全事件的模型或算法，實時安全數據經一系列處理轉化為安全情報后與歷史安全情報進行關聯分析，選擇相關的模型/算法帶入，從而判斷安全事件的現狀、未來走向和是否達到閾值及

通過實時安全情報判別不正常情況;第二種是基于人工智能的安全預警，輸出實時安全情報的特征參數，根據機器學習、人工智能、模式識別，建立數據函數或模型，進行計算分析，亦可得出是否達到閾值及識別出不正常情況，如圖3所示。在實踐中，針對不同安全事件可用的模型包含事件鏈推理機制[5]等，算法包含加利福尼亞算法和TSC7號算法為代表的比較法、事件序列算法、免疫算法[23]等。安全預警分析是安全情報處理的一部分，結果可供安全決策參考。安全預警分析的模型/算法在智慧安全情報服務體系運作過程中是不斷調整和更新的。

圖3基于先驗知識、模型、算法與實時安全情報的安全預警方法

2.2.4非常態安全管理（應急管理）

安全情報處理模塊能夠提供給應急管理有關安全事件的走向、發展程度、發生次生事件的可能性等安全事件的風險辨識、分析與評價結果，提供安全事件的防控建議[24]及規范化、系統化的安全情報，基于上述安全情報達成智慧安全情報服務體系的應急管理服務：依據實時安全情報的特征參數進行關聯檢索，匹配相應的應急預案及歷史安全事件的應急預案選擇、資源調配等包含一系列決策、執行過程的應急處置方案，并且將安全事件的地理位置、安全資源調配、人員調配（包括救援人員到位與現場人員救護、疏散、安置）等位置信息接入地圖應用中規劃路線，融合安全知識及專家智慧，進行情景匹配，策劃出即時應急實施方案，如圖4所示。智慧安全情報服務體系進行應急管理服務時，依托大數據等網絡技術，初步快速生成即時的安全情報主導的智慧應急實施方案，這個方案是覆蓋應急管理全過程，并且能夠實時報告，最優調配資源，快速響應。

圖4應急管理智慧處置方案生成

2.2.5常態安全管理

常態安全管理是智慧安全情報服務體系的服務主體。

1）安全預測：經安全情報分析之后的序列化、系統化、規范化的安全情報及其對安全問題的表征，這些內容應用于安全預測中，采用安全科學的理論對安全情報進一步剖析、應用，基于安全情報進行危險源狀況的分析預測或中長期安全態勢預測等;亦可是通過安全情報進行智能建?；蛘叻抡?，預測系統未來的安全狀態，解析系統安全狀況變化的原因，同時可得知影響系統安全的因素改變下的系統安全狀態的變化情況等。總之，安全預測是在獲取全面安全情報并對安全情報充分分析的基礎上，進而基于安全情報做出超前、正確、科學而精準的安全預測[22]。安全預測是安全決策的基礎，安全預測不僅能顯示出系統當前的安全狀態，還能給出系統將來會發生什么[25]。

2）安全決策：安全決策是在綜合研究判斷安全預測情報之后做出戰略性安全決策及策略性安全決策。戰略性安全決策是影響系統總體安全發展的全局性決策，主要是基于中長期安全態勢預測做出安全遠景規劃或安全系統頂層設計等;策略性安全決策是指解決局部性或者個別安全問題的決策，是實現安全戰略目標所采取的具體措施（例如，在安全預測中安全建模或仿真的結果指導安全指標的確定或安全預警閾值設定等）。

3）安全執行：安全執行是依據安全決策生成的安全情報，按照簡單清晰的目標和正確的要求嚴格地執行，隱患排查治理、安全檢查和安全體系建立等都是安全執行的內容。安全執行要求做到負責任，充分解析安全情報，領會安全決策的意圖，全方位進行安全問題的排查，落實安全措施，保障安全。

常態安全管理把預防安全事件的發生放在首位，依據安全情報，系統、充分地考慮影響系統安全狀態變化的因素，并針對不同的影響因素提早介入，將安全事件阻止在事件發生發展的初始階段，更是要創造一個安全事件沒有發生條件的環境。換言之，常態安全管理通過以上3個系統安全行為不僅要消除控制已存在的安全風險，更要防止新的安全風險出現。

2.3智慧安全情報服務體系的服務模式

智慧安全情報服務體系的服務模式包括情報主動式與用戶主動式兩種。情報主動式是指實時感知的信息經一系列分析處理得到的安全情報及從安全情報資源層挖掘分析與實時安全情報關聯的歷史安全情報;智慧安全情報服務體系通過上述安全情報實現全面的安全事件監控與感知，捕捉到安全事件的征兆和信號，識別出安全事件的特征與趨勢[15]，提前進入準備狀態，迅速針對安全事件配備人員、資源，執行即時應急方案，防止事態進一步擴大，使安全事件造成的后果降到最低，實現預警功能。情報主動式的服務模式還可進行日常安全管理，排查隱患、危險因素，消除安全事件發生的條件，避免安全事件發生，減少經濟、人力投入，最大化地利用有限資源，實現預防功能。用戶主動式指安全管理人員根據安全管理的需要，采用大數據檢索技術，從安全情報資源層收集、分析所欠缺的安全情報，完成預警和預防功能。

3智慧安全情報服務體系的關鍵問題分析

3.1安全協作問題

智慧安全情報服務體系統籌、建設與運行應由政府主導、各部門信息共享及安全執行協作。雖然是政府的統一領導，但在現行體制下部門條塊分割，各部門根據自身的組織職能開展工作，且縱向、橫向聯系較弱，大量安全情報資源難以整合，易導致信息孤島[26]，使跨部門的安全管理協作陷入困境[27]。此外，跨組織協作需面臨著多方利益的協調，各部門權力和資源不等、需求不一，探索構建利益平衡機制至關重要。現階段，我國的安全管理信息化建設尚不充分，跨部門協作水平還有很大提升空間，大數據技術的應用雖能促進組織間的協作，但如何有效構建部門間的安全信息共享與協作機制、監督激勵體系和法律保障及理清安全協作層次、部門參與度與安全績效的互為影響關系需展開更多深入研究與實踐。

3.2安全情報管理問題

3.2.1安全情報采集問題

智慧安全情報服務體系的安全情報采集主要依托大數據技術，但大數據技術具有相對模糊性。并且在大數據時代，信息傳播主體多元，然而不同傳播主體的認知水平存在差異，對信息的理解可能產生偏頗，再而傳播渠道多樣化，信息的擴散能力更強，在傳播過程中易產生虛假信息[28]。全面的安全信息獲取是智慧安全情報服務體系完成其服務功能的重要前提，但這些安全信息包含很多個人隱私、企業內部運行信息等，安全信息在被采集與應用過程中，如何避免損害他人權益是智慧安全情報服務體系不可忽視的問題，制定并運行數據脫敏處理等隱私保護機制和嚴格規范的數據訪問機制[4]及精確的安全情報校正機制必不可少。

3.2.2安全情報處理問題

在安全大數據中，非結構化和半結構化數據占大多數，非結構化數據難以標準化和理解。安全大數據中數據與數據之間是復雜性關聯的，安全問題本身也具有高復雜性，因而通過安全情報表征安全問題是繁難的，且對安全情報的處理需妥當，一點微小的偏差可能會造成對結果的巨大影響?，F有的人工智能模型或算法并不是完美的，還要不斷探索如何高效利用信息技術手段確切處理安全數據轉化為安全信息、安全信息轉化為安全情報。

3.2.3安全情報存儲問題

大數據的一個顯著特征就是數量大，起始計量單位至少是PB，且種類和來源多樣化，產生速度極快。數據存儲不僅規模大，且數據結構復雜，數據維度較高，使安全情報數據儲存管理難度加大。因此，海量安全數據的高效存儲問題不容小覷。

3.3人才隊伍建設問題

智慧安全情報服務體系的安全情報收集、分析處理與應用，每一個環節都需人員對安全數據、安全信息、安全情報的解釋。安全問題是復雜的，就如“冰山理論”，要求人員具有發現、探索、創新的意識。同時，安全情報須準確，人員應是精熟深通的。智慧安全情報服務體系是信息科學、情報科學、安全科學交叉的產物，故要求人員具備大數據、情報學和安全科學交叉知識，但目前具備上述交叉知識、安全情報獲取及利用意識和能力的人員較少。另外，人才具備新思想和理念，能夠為智慧安全情報服務體系帶來活力，提升整個體系的運作水平。因此，需加強人才隊伍的建設。

4結語

在當今智能時代，諸如智慧醫療、智慧旅游、智慧校園等“智慧+”概念和愿景被不斷提出，且隨著新技術涌現、發展，智慧化是安全管理和安全情報工作未來發展的方向，故開展智慧安全情報服務體系的研究意義重大。本文從理論層面出發，面向安全管理全過程，構建了一個包含支撐層、安全情報資源層、安全情報服務層、用戶層的智慧安全情報服務體系。智慧安全情報服務體系以大數據、云計算、人工智能等技術為驅動，提供全面的安全情報采集、分析、應用。智慧安全情報體系的服務模式是通過情報主動式和用戶主動式完成預警和預防的功能。智慧安全情報服務體系的建設運行有安全協作問題、安全情報數據管理問題及人才隊伍建設問題3個關鍵問題。

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