應(yīng)急管理領(lǐng)域新一代信息技術(shù)應(yīng)用研究

許志峰 王真震 萬曉峰 韓劍鋒

（浙江信網(wǎng)真科技股份有限公司，浙江 杭州 310051）

當(dāng)前自然災(zāi)害和安全生產(chǎn)形勢嚴(yán)峻，加快推進(jìn)我國應(yīng)急管理體系和能力現(xiàn)代化是應(yīng)急管理領(lǐng)域的重要課題。應(yīng)適應(yīng)科技信息化發(fā)展趨勢，以信息化推進(jìn)應(yīng)急管理現(xiàn)代化，提高監(jiān)測預(yù)警能力、監(jiān)管執(zhí)法能力、輔助指揮決策能力、救援實(shí)戰(zhàn)能力和社會(huì)動(dòng)員能力。以新一代信息技術(shù)應(yīng)用為特征的智慧應(yīng)急建設(shè)，是實(shí)現(xiàn)應(yīng)急管理現(xiàn)代化的重要路徑之一，具有廣闊的發(fā)展前景。

1 政策背景

《“十四五”國家應(yīng)急體系規(guī)劃》提出2035年要全面實(shí)現(xiàn)依法應(yīng)急、科學(xué)應(yīng)急、智慧應(yīng)急的建設(shè)目標(biāo)，并指出要強(qiáng)化信息支撐保障[1]。應(yīng)急管理部高度重視應(yīng)急管理信息化工作，先后印發(fā)《應(yīng)急管理信息化發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃框架（2018—2022年）》《應(yīng)急管理部關(guān)于推進(jìn)應(yīng)急管理信息化建設(shè)的意見》《智慧應(yīng)急“十四五”規(guī)劃》等政策文件，提出了我國應(yīng)急管理信息化發(fā)展的“兩網(wǎng)絡(luò)、四體系、兩機(jī)制”總體架構(gòu)，同時(shí)強(qiáng)調(diào)要把握全球信息技術(shù)發(fā)展趨勢，推動(dòng)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、移動(dòng)互聯(lián)、IPv6、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）等新一代信息技術(shù)深度應(yīng)用，為各地智慧應(yīng)急建設(shè)提供了參考。

2 信息化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

各級應(yīng)急管理部門把應(yīng)急管理信息化作為全局性工作積極推進(jìn)，河北、黑龍江等10個(gè)省份作為“智慧應(yīng)急”試點(diǎn)地區(qū)在重點(diǎn)領(lǐng)域取得突破[2]，其他區(qū)域也在積極創(chuàng)新。

2.1 技術(shù)應(yīng)用

2.1.1 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于應(yīng)急管理領(lǐng)域，能夠?qū)崿F(xiàn)人、機(jī)、物、環(huán)等安全要素的多維感知、實(shí)時(shí)監(jiān)測和智能預(yù)警。以安全生產(chǎn)領(lǐng)域?yàn)槔?，通過物聯(lián)感知技術(shù)采集危險(xiǎn)化學(xué)品、煙花爆竹、非煤礦山、煤礦等重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域風(fēng)險(xiǎn)隱患感知數(shù)據(jù)，可為防范化解重大安全風(fēng)險(xiǎn)提供數(shù)據(jù)支撐。

危險(xiǎn)化學(xué)品：物聯(lián)網(wǎng)具有實(shí)時(shí)感知、可靠傳輸和智能處理的特性，可覆蓋危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)、存儲(chǔ)、使用、經(jīng)營、運(yùn)輸和廢棄處置的全流程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測。應(yīng)急管理部及各省從2019年開始分級建設(shè)危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)重大危險(xiǎn)源（包括構(gòu)成重大危險(xiǎn)源的罐區(qū)、倉庫、生產(chǎn)裝置等）數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測。

煙花爆竹：煙花爆竹是傳統(tǒng)高危行業(yè)，通過部署物聯(lián)感知裝備，可以實(shí)現(xiàn)煙花爆竹生產(chǎn)、經(jīng)營和流通環(huán)節(jié)的監(jiān)測預(yù)警，如針對生產(chǎn)場所實(shí)時(shí)獲取煙火、溫度、濕度、粉塵濃度等監(jiān)測數(shù)據(jù)及視頻監(jiān)控圖像。目前國內(nèi)煙花爆竹主產(chǎn)區(qū)基本完成煙花爆竹生產(chǎn)企業(yè)監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)，與部省統(tǒng)建的煙花爆竹監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)互聯(lián)互通。

非煤礦山：針對金屬、非金屬地下礦山，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用體現(xiàn)在監(jiān)測監(jiān)控、人員定位等方面，對于開采深度800 m及以上的金屬、非金屬地下礦山，還需要建設(shè)在線地壓監(jiān)測系統(tǒng)。針對尾礦庫，通過對位移、浸潤線、干灘、庫水位、降水量等監(jiān)測和預(yù)警，實(shí)時(shí)掌握尾礦庫整體運(yùn)行安全狀態(tài)。

煤礦：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤礦的應(yīng)用與非煤礦山類似，此外還需要通過在煤礦井下布設(shè)傳感器，對瓦斯含量、氧氣濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測預(yù)警，保障礦井工作人員生命安全。

工貿(mào)企業(yè)：相對危險(xiǎn)化學(xué)品、煙花爆竹等領(lǐng)域，工貿(mào)企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用相對滯后，但近幾年也在逐步提升，如應(yīng)急管理部于2021年在浙江湖州市和江蘇蘇州市開展粉塵涉爆重點(diǎn)企業(yè)監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)工作[3]，提升企業(yè)安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控能力。

2.1.2 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用主要體現(xiàn)在信息上傳下達(dá)的便捷性。應(yīng)急管理部強(qiáng)調(diào)要強(qiáng)化信息獲取和公眾服務(wù)，如通過災(zāi)害事故e鍵通、智能外呼等移動(dòng)客戶端[4]加強(qiáng)災(zāi)害事故信息獲取。各地也充分運(yùn)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用場景，如浙江安全碼[5]、廣東短臨預(yù)警[6]、江西“黨建+應(yīng)急管理”[7]等應(yīng)用建設(shè)，解決基層應(yīng)急工作難題。

2.1.3 云計(jì)算

云計(jì)算技術(shù)在應(yīng)急領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在應(yīng)急管理業(yè)務(wù)云建設(shè)，形成彈性擴(kuò)展和按需使用的云資源服務(wù)能力，高效支撐應(yīng)急管理業(yè)務(wù)應(yīng)用安全運(yùn)行。在省、市、縣層面，一般是由地方統(tǒng)一建設(shè)的電子政務(wù)云劃分相關(guān)區(qū)域，用于運(yùn)行應(yīng)急應(yīng)用。

2.1.4 大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)急關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)融合共享，通過分析挖掘輔助業(yè)務(wù)應(yīng)用，如在安全生產(chǎn)領(lǐng)域，臨沂市試點(diǎn)建設(shè)“電眼工程”，依托電力大數(shù)據(jù)開展高危行業(yè)企業(yè)違規(guī)生產(chǎn)行為分析。在自然災(zāi)害領(lǐng)域，建德市創(chuàng)新鄉(xiāng)鎮(zhèn)防汛風(fēng)險(xiǎn)五色圖[8]，通過數(shù)據(jù)分析智能判斷鄉(xiāng)鎮(zhèn)防汛風(fēng)險(xiǎn)等級，按照級別自動(dòng)向相關(guān)人員發(fā)送防汛風(fēng)險(xiǎn)提示，重塑應(yīng)急響應(yīng)流程。

2.1.5 人工智能

人工智能在應(yīng)急管理領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)包括機(jī)器人[9]、圖像識別、語音識別、自然語言處理等，并以圖像識別分析為典型?；跈C(jī)器學(xué)習(xí)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，對人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)和環(huán)境的不安全因素進(jìn)行分析識別。如塔臺通過配備高清攝像機(jī)，可以建立自動(dòng)森林草原火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)[10]。在工地場景下，通過視頻分析可以實(shí)現(xiàn)作業(yè)人員安全監(jiān)測、設(shè)備安全監(jiān)測與預(yù)警等[11]。當(dāng)前應(yīng)急領(lǐng)域大部分異常情況的視頻識別場景應(yīng)用都較簡單，主要依賴攝像頭前端計(jì)算或邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)。

2.1.6 區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈重點(diǎn)解決信息不對稱問題和保障信息的可信度，目前應(yīng)用處于起步階段。曾慶雙等[12]針對災(zāi)害應(yīng)急遙感數(shù)據(jù)共享服務(wù)的應(yīng)用場景，提出了一種基于區(qū)塊鏈的災(zāi)害應(yīng)急遙感用戶信息共享方法，提高了災(zāi)害應(yīng)急遙感用戶獲取數(shù)據(jù)的時(shí)效性。

2.1.7 虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

借助VR眼鏡、VR頭盔等設(shè)備，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可開展安全教育培訓(xùn)、應(yīng)急演練等。萬婧等[13]將VR技術(shù)應(yīng)用于油庫安全培訓(xùn)、隱患排查、應(yīng)急處置等技術(shù)培訓(xùn)中，提高了對政府監(jiān)管人員和企業(yè)工作人員的培訓(xùn)效果。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)則利用AR裝備將真實(shí)環(huán)境和虛擬圖像、視頻等信息疊加，可輔助應(yīng)急管理執(zhí)法和救援人員進(jìn)行高效檢查或救援。

2.1.8 數(shù)字孿生

數(shù)字孿生技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)安全生產(chǎn)、自然災(zāi)害等領(lǐng)域的監(jiān)測、預(yù)警、預(yù)測和仿真，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化感知和智能化推演。以安全生產(chǎn)領(lǐng)域?yàn)槔?，浙江省德清縣借力“化工企業(yè)數(shù)字孿生”應(yīng)用提升安全精密智控水平[14]。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)制定

智慧應(yīng)急建設(shè)可參考的新一代信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范分類如表1所示。

表1 智慧應(yīng)急建設(shè)可參考的新一代信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范分類

根據(jù)《“十四五”應(yīng)急管理標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展計(jì)劃》規(guī)劃，下一步應(yīng)急管理標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)將重點(diǎn)聚焦在安全生產(chǎn)、減災(zāi)救災(zāi)與綜合性應(yīng)急管理等領(lǐng)域。從信息技術(shù)維度看，安全生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)㈥P(guān)注“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”新技術(shù)等應(yīng)用；減災(zāi)救災(zāi)與綜合性應(yīng)急管理領(lǐng)域?qū)㈥P(guān)注自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警、應(yīng)急管理數(shù)據(jù)治理和大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺等技術(shù)規(guī)范。

3 信息化技術(shù)應(yīng)用的主要挑戰(zhàn)

3.1 監(jiān)測預(yù)警能力不足

當(dāng)前物聯(lián)感知技術(shù)應(yīng)用還不全面，面向安全生產(chǎn)和自然災(zāi)害防治的感知網(wǎng)絡(luò)覆蓋面不全，監(jiān)測能力和預(yù)警能力還難以滿足全域感知、全面監(jiān)測、及時(shí)預(yù)警的業(yè)務(wù)需求。風(fēng)險(xiǎn)隱患早期感知、識別、預(yù)警以及發(fā)布的能力不強(qiáng)，預(yù)測、預(yù)報(bào)、預(yù)警的準(zhǔn)確度和時(shí)效性需要進(jìn)一步提升，多災(zāi)種和災(zāi)害鏈綜合監(jiān)測能力有待提高。

3.2 數(shù)據(jù)共享利用欠缺

應(yīng)急管理是典型的跨區(qū)域、跨部門、跨層級的協(xié)同類業(yè)務(wù)，無論是監(jiān)測預(yù)警還是實(shí)戰(zhàn)救援等，對數(shù)據(jù)依賴度極高。當(dāng)前多地應(yīng)急管理相關(guān)數(shù)據(jù)匯聚和共享水平較低、數(shù)據(jù)質(zhì)量不理想、信息共享機(jī)制不完善，未建立應(yīng)急數(shù)據(jù)全生命周期管理體系，制約智慧應(yīng)急應(yīng)用建設(shè)。

3.3 智慧化水平需提升

現(xiàn)階段各地應(yīng)急管理工作開展還是以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向，對經(jīng)驗(yàn)依賴大，智慧化水平不高，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行機(jī)制模式還未成熟。依托人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)提升應(yīng)急管理各環(huán)節(jié)工作效能還有待完善。

3.4 基層信息化基礎(chǔ)差

基層應(yīng)急除人員配備不足、專業(yè)水平不高和安全意識淡薄等短板外，在應(yīng)急信息化方面也存在基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、業(yè)務(wù)應(yīng)用匱乏等挑戰(zhàn)，導(dǎo)致基層應(yīng)急預(yù)報(bào)預(yù)警、應(yīng)急救援等工作開展不夠精細(xì)。

4 前景展望

4.1 物聯(lián)感知全面化

物聯(lián)感知全面化主要體現(xiàn)在物聯(lián)感知方式、感知領(lǐng)域和感知區(qū)域的全面化。通過部署各類智能化感知終端，結(jié)合衛(wèi)星遙感、視頻感知、無人機(jī)等方式，實(shí)現(xiàn)各類重點(diǎn)監(jiān)管對象的數(shù)據(jù)采集，持續(xù)完善空天地海一體化災(zāi)害事故監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)感知技術(shù)的應(yīng)用將全面覆蓋安全生產(chǎn)、自然災(zāi)害、城鄉(xiāng)安全等各領(lǐng)域，特別是重點(diǎn)領(lǐng)域的安全風(fēng)險(xiǎn)感知，如重點(diǎn)行業(yè)及企業(yè)重大風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測、自然災(zāi)害主要災(zāi)種監(jiān)測及城市生命線監(jiān)測等。感知監(jiān)測預(yù)警數(shù)據(jù)還將實(shí)現(xiàn)省、市、縣、園區(qū)、企業(yè)等跨層級、跨地域的互聯(lián)互通，構(gòu)建全域感知網(wǎng)絡(luò)。

4.2 數(shù)據(jù)管理體系化

依托大數(shù)據(jù)等技術(shù)，將進(jìn)一步推進(jìn)各地應(yīng)急領(lǐng)域數(shù)據(jù)全生命周期管理的規(guī)范化建設(shè)，持續(xù)提升應(yīng)急數(shù)據(jù)歸集、治理、建倉、共享等能力。數(shù)據(jù)歸集將充分整合應(yīng)急、氣象、自然資源、水利等部門應(yīng)急關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯聚。數(shù)據(jù)治理將從完整性、準(zhǔn)確性、一致性、唯一性、及時(shí)性、合法性等維度提升應(yīng)急管理數(shù)據(jù)質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)正確可靠。數(shù)據(jù)建倉將根據(jù)業(yè)務(wù)需求建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)隱患、監(jiān)測預(yù)警、應(yīng)急資源等專題庫，有效支撐業(yè)務(wù)應(yīng)用。數(shù)據(jù)共享將實(shí)現(xiàn)應(yīng)急管理數(shù)據(jù)縱向和橫向維度的融合共用，提升數(shù)據(jù)服務(wù)能力。

4.3 分析研判智能化

大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的深度應(yīng)用，將加速提升應(yīng)急管理領(lǐng)域的智能化程度。通過不斷優(yōu)化數(shù)據(jù)智能、視覺智能、語音智能、語義智能等能力，構(gòu)建智慧應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)從人為經(jīng)驗(yàn)決策向數(shù)據(jù)智慧研判轉(zhuǎn)變。如數(shù)據(jù)智能主要依托數(shù)據(jù)管理成果，在監(jiān)測預(yù)警、監(jiān)管執(zhí)法、指揮救援等業(yè)務(wù)領(lǐng)域構(gòu)建一批智能模型，如安全風(fēng)險(xiǎn)評估模型、災(zāi)害事故預(yù)警模型、災(zāi)害演變仿真模型、執(zhí)法行為分析模型等，為防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)、應(yīng)急指揮決策等提供科學(xué)依據(jù)。視覺智能借助視頻智能分析技術(shù)發(fā)展，不斷提高安全生產(chǎn)領(lǐng)域受限空間、吊裝、動(dòng)火等作業(yè)違規(guī)行為的動(dòng)態(tài)識別的準(zhǔn)確度和覆蓋面，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并預(yù)警。語義智能將重點(diǎn)研究和應(yīng)用應(yīng)急知識圖譜[15]和事理圖譜[16]技術(shù)，前者將知識圖譜技術(shù)與應(yīng)急管理領(lǐng)域的知識工程結(jié)合，建設(shè)應(yīng)急知識圖譜，可應(yīng)用于智能檢索、智能問答等場景；后者利用基于圖結(jié)構(gòu)的事理圖譜技術(shù)，厘清事件發(fā)展脈絡(luò)，為應(yīng)急決策提供事實(shí)依據(jù)。

4.4 業(yè)務(wù)應(yīng)用精準(zhǔn)化

依托感知全面化、數(shù)據(jù)體系化和分析智能化促進(jìn)應(yīng)急管理業(yè)務(wù)應(yīng)用精準(zhǔn)化?；跀?shù)據(jù)整合分析，優(yōu)化風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、場所、企業(yè)、區(qū)域等風(fēng)險(xiǎn)評估模型，精準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)評估。通過廣泛部署感知終端和跨部門數(shù)據(jù)共享，面向特定區(qū)域和人群提升預(yù)警信息發(fā)布的精準(zhǔn)度和覆蓋面，精準(zhǔn)監(jiān)測預(yù)警。面向重點(diǎn)企業(yè)建立一企一檔，對監(jiān)管對象分級分類，精準(zhǔn)執(zhí)法監(jiān)管。通過動(dòng)態(tài)跟蹤物資裝備使用，與汛情險(xiǎn)情、救援隊(duì)伍等智能匹配，精準(zhǔn)搶險(xiǎn)救援。

4.5 信息技術(shù)普惠化

在各級應(yīng)急部門信息化水平不斷提升的基礎(chǔ)上，信息技術(shù)將進(jìn)一步向基層延伸并擴(kuò)大應(yīng)用。如通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)基層應(yīng)急信息的快速發(fā)布和上報(bào)，加強(qiáng)信息獲取與共享。通過虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)面向公眾提升應(yīng)急科普覆蓋面，提高公眾防災(zāi)避險(xiǎn)意識及自救互救能力。

5 結(jié)語

在統(tǒng)籌規(guī)劃和頂層設(shè)計(jì)下，應(yīng)擴(kuò)大新一代信息技術(shù)在應(yīng)急管理領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，特別是物聯(lián)感知、數(shù)據(jù)管理等能力建設(shè)，提高數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測和利用水平。積極鼓勵(lì)各地通過產(chǎn)學(xué)研結(jié)合等方式進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，不斷提高應(yīng)急管理的智能化和精細(xì)化水平。加強(qiáng)應(yīng)急管理信息化標(biāo)準(zhǔn)的宣貫和應(yīng)用，結(jié)合實(shí)際，鼓勵(lì)地方、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定和推廣。