当前自然灾害和安全生产形势严峻,加快推进我国应急管理体系和能力现代化是应急管理领域的重要课题。应适应科技信息化发展趋势,以信息化推进应急管理现代化,提高监测预警能力、监管执法能力、辅助指挥决策能力、救援实战能力和社会动员能力。以新一代信息技术应用为特征的智慧应急建设,是实现应急管理现代化的重要路径之一,具有广阔的发展前景。1政策背景《“十四五”国家应急体系规划》提出2035年要全面实现依法应急、科学应急、智慧应急的建设目标,并指出要强化信息支撑保障[1]。应急管理部高度重视应急管理信息化工作,先后印发《应急管理信息化发展战略规划框架(2018—2022年)》《应急管理部关于推进应急管理信息化建设的意见》《智慧应急“十四五”规划》等政策文件,提出了我国应急管理信息化发展的“两网络、四体系、两机制”总体架构,同时强调要把握全球信息技术发展趋势,推动云计算、大数据、物联网、人工智能、移动互联、IPv6、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等新一代信息技术深度应用,为各地智慧应急建设提供了参考。2信息化技术的应用现状各级应急管理部门把应急管理信息化作为全局性工作积极推进,河北、黑龙江等10个省份作为“智慧应急”试点地区在重点领域取得突破[2],其他区域也在积极创新。2.1技术应用2.1.1物联网物联网技术广泛应用于应急管理领域,能够实现人、机、物、环等安全要素的多维感知、实时监测和智能预警。以安全生产领域为例,通过物联感知技术采集危险化学品、烟花爆竹、非煤矿山、煤矿等重点行业领域风险隐患感知数据,可为防范化解重大安全风险提供数据支撑。危险化学品:物联网具有实时感知、可靠传输和智能处理的特性,可覆盖危险化学品生产、存储、使用、经营、运输和废弃处置的全流程联网监测。应急管理部及各省从2019年开始分级建设危险化学品安全生产风险监测预警系统,实现危险化学品企业重大危险源(包括构成重大危险源的罐区、仓库、生产装置等)数据采集和监测。烟花爆竹:烟花爆竹是传统高危行业,通过部署物联感知装备,可以实现烟花爆竹生产、经营和流通环节的监测预警,如针对生产场所实时获取烟火、温度、湿度、粉尘浓度等监测数据及视频监控图像。目前国内烟花爆竹主产区基本完成烟花爆竹生产企业监测联网,与部省统建的烟花爆竹监测预警系统互联互通。非煤矿山:针对金属、非金属地下矿山,物联网技术应用体现在监测监控、人员定位等方面,对于开采深度800 m及以上的金属、非金属地下矿山,还需要建设在线地压监测系统。针对尾矿库,通过对位移、浸润线、干滩、库水位、降水量等监测和预警,实时掌握尾矿库整体运行安全状态。煤矿:物联网技术在煤矿的应用与非煤矿山类似,此外还需要通过在煤矿井下布设传感器,对瓦斯含量、氧气浓度进行实时监测预警,保障矿井工作人员生命安全。工贸企业:相对危险化学品、烟花爆竹等领域,工贸企业的物联网技术应用相对滞后,但近几年也在逐步提升,如应急管理部于2021年在浙江湖州市和江苏苏州市开展粉尘涉爆重点企业监测联网试点工作[3],提升企业安全生产风险管控能力。2.1.2移动互联网移动互联网技术应用主要体现在信息上传下达的便捷性。应急管理部强调要强化信息获取和公众服务,如通过灾害事故e键通、智能外呼等移动客户端[4]加强灾害事故信息获取。各地也充分运用移动互联网技术创新应用场景,如浙江安全码[5]、广东短临预警[6]、江西“党建+应急管理”[7]等应用建设,解决基层应急工作难题。2.1.3云计算云计算技术在应急领域的应用主要体现在应急管理业务云建设,形成弹性扩展和按需使用的云资源服务能力,高效支撑应急管理业务应用安全运行。在省、市、县层面,一般是由地方统一建设的电子政务云划分相关区域,用于运行应急应用。2.1.4大数据大数据技术实现应急关联数据融合共享,通过分析挖掘辅助业务应用,如在安全生产领域,临沂市试点建设“电眼工程”,依托电力大数据开展高危行业企业违规生产行为分析。在自然灾害领域,建德市创新乡镇防汛风险五色图[8],通过数据分析智能判断乡镇防汛风险等级,按照级别自动向相关人员发送防汛风险提示,重塑应急响应流程。2.1.5人工智能人工智能在应急管理领域应用技术包括机器人[9]、图像识别、语音识别、自然语言处理等,并以图像识别分析为典型。基于机器学习与神经网络算法,对人的不安全行为、物的不安全状态和环境的不安全因素进行分析识别。如塔台通过配备高清摄像机,可以建立自动森林草原火灾监测系统[10]。在工地场景下,通过视频分析可以实现作业人员安全监测、设备安全监测与预警等[11]。当前应急领域大部分异常情况的视频识别场景应用都较简单,主要依赖摄像头前端计算或边缘计算实现。2.1.6区块链区块链重点解决信息不对称问题和保障信息的可信度,目前应用处于起步阶段。曾庆双等[12]针对灾害应急遥感数据共享服务的应用场景,提出了一种基于区块链的灾害应急遥感用户信息共享方法,提高了灾害应急遥感用户获取数据的时效性。2.1.7虚拟现实/增强现实借助VR眼镜、VR头盔等设备,通过虚拟现实技术可开展安全教育培训、应急演练等。万婧等[13]将VR技术应用于油库安全培训、隐患排查、应急处置等技术培训中,提高了对政府监管人员和企业工作人员的培训效果。增强现实技术则利用AR装备将真实环境和虚拟图像、视频等信息叠加,可辅助应急管理执法和救援人员进行高效检查或救援。2.1.8数字孪生数字孪生技术能够实现安全生产、自然灾害等领域的监测、预警、预测和仿真,实现数字化感知和智能化推演。以安全生产领域为例,浙江省德清县借力“化工企业数字孪生”应用提升安全精密智控水平[14]。2.2标准制定智慧应急建设可参考的新一代信息技术标准规范分类如表1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.09.020.T001表1智慧应急建设可参考的新一代信息技术标准规范分类标准规范类型标准规范举例特点基础共性标准《物联网 系统接口要求》(GB/T 35319—2017);《信息技术 大数据 技术参考模型》(GB/T 35589—2017)物联网、云计算、大数据、人工智能等技术发展时间长,有较多基础共性标准可参考,区块链、增强现实、数字孪生等新兴技术目前正式发布的标准相对较少。应急管理行业应用标准《物联网 矿山产线智能监控系统总体技术要求》(GB/T 38669—2020);《信息技术 传感器网络 爆炸危险化学品贮存安全监测系统技术要求》(GB/T 41800—2022)正式发布标准数量相对较少应急管理行业应用规范《危险化学品重大危险源存储单元(储罐区和库区)感知数据接入规范(试行)》《烟花爆竹安全生产在线监测监控数据接入规范》《煤矿感知数据接入规范(试行)》由应急管理部门发布,是智慧应急建设所参考的重要规范来源。根据《“十四五”应急管理标准化发展计划》规划,下一步应急管理标准体系建设将重点聚焦在安全生产、减灾救灾与综合性应急管理等领域。从信息技术维度看,安全生产领域将关注“工业互联网+安全生产”新技术等应用;减灾救灾与综合性应急管理领域将关注自然灾害综合风险监测预警、应急管理数据治理和大数据应用平台等技术规范。3信息化技术应用的主要挑战3.1监测预警能力不足当前物联感知技术应用还不全面,面向安全生产和自然灾害防治的感知网络覆盖面不全,监测能力和预警能力还难以满足全域感知、全面监测、及时预警的业务需求。风险隐患早期感知、识别、预警以及发布的能力不强,预测、预报、预警的准确度和时效性需要进一步提升,多灾种和灾害链综合监测能力有待提高。3.2数据共享利用欠缺应急管理是典型的跨区域、跨部门、跨层级的协同类业务,无论是监测预警还是实战救援等,对数据依赖度极高。当前多地应急管理相关数据汇聚和共享水平较低、数据质量不理想、信息共享机制不完善,未建立应急数据全生命周期管理体系,制约智慧应急应用建设。3.3智慧化水平需提升现阶段各地应急管理工作开展还是以业务为导向,对经验依赖大,智慧化水平不高,数据驱动的运行机制模式还未成熟。依托人工智能、大数据等技术提升应急管理各环节工作效能还有待完善。3.4基层信息化基础差基层应急除人员配备不足、专业水平不高和安全意识淡薄等短板外,在应急信息化方面也存在基础设施薄弱、业务应用匮乏等挑战,导致基层应急预报预警、应急救援等工作开展不够精细。4前景展望4.1物联感知全面化物联感知全面化主要体现在物联感知方式、感知领域和感知区域的全面化。通过部署各类智能化感知终端,结合卫星遥感、视频感知、无人机等方式,实现各类重点监管对象的数据采集,持续完善空天地海一体化灾害事故监测预警网络。物联感知技术的应用将全面覆盖安全生产、自然灾害、城乡安全等各领域,特别是重点领域的安全风险感知,如重点行业及企业重大风险监测、自然灾害主要灾种监测及城市生命线监测等。感知监测预警数据还将实现省、市、县、园区、企业等跨层级、跨地域的互联互通,构建全域感知网络。4.2数据管理体系化依托大数据等技术,将进一步推进各地应急领域数据全生命周期管理的规范化建设,持续提升应急数据归集、治理、建仓、共享等能力。数据归集将充分整合应急、气象、自然资源、水利等部门应急关联数据,实现数据汇聚。数据治理将从完整性、准确性、一致性、唯一性、及时性、合法性等维度提升应急管理数据质量,确保数据正确可靠。数据建仓将根据业务需求建设风险隐患、监测预警、应急资源等专题库,有效支撑业务应用。数据共享将实现应急管理数据纵向和横向维度的融合共用,提升数据服务能力。4.3分析研判智能化大数据、人工智能等技术的深度应用,将加速提升应急管理领域的智能化程度。通过不断优化数据智能、视觉智能、语音智能、语义智能等能力,构建智慧应用,实现从人为经验决策向数据智慧研判转变。如数据智能主要依托数据管理成果,在监测预警、监管执法、指挥救援等业务领域构建一批智能模型,如安全风险评估模型、灾害事故预警模型、灾害演变仿真模型、执法行为分析模型等,为防灾减灾救灾、应急指挥决策等提供科学依据。视觉智能借助视频智能分析技术发展,不断提高安全生产领域受限空间、吊装、动火等作业违规行为的动态识别的准确度和覆盖面,及时发现问题并预警。语义智能将重点研究和应用应急知识图谱[15]和事理图谱[16]技术,前者将知识图谱技术与应急管理领域的知识工程结合,建设应急知识图谱,可应用于智能检索、智能问答等场景;后者利用基于图结构的事理图谱技术,厘清事件发展脉络,为应急决策提供事实依据。4.4业务应用精准化依托感知全面化、数据体系化和分析智能化促进应急管理业务应用精准化。基于数据整合分析,优化风险点、场所、企业、区域等风险评估模型,精准风险评估。通过广泛部署感知终端和跨部门数据共享,面向特定区域和人群提升预警信息发布的精准度和覆盖面,精准监测预警。面向重点企业建立一企一档,对监管对象分级分类,精准执法监管。通过动态跟踪物资装备使用,与汛情险情、救援队伍等智能匹配,精准抢险救援。4.5信息技术普惠化在各级应急部门信息化水平不断提升的基础上,信息技术将进一步向基层延伸并扩大应用。如通过移动互联网技术实现基层应急信息的快速发布和上报,加强信息获取与共享。通过虚拟现实等技术面向公众提升应急科普覆盖面,提高公众防灾避险意识及自救互救能力。5结语在统筹规划和顶层设计下,应扩大新一代信息技术在应急管理领域的应用范围,特别是物联感知、数据管理等能力建设,提高数据采集、监测和利用水平。积极鼓励各地通过产学研结合等方式进行技术创新和关键技术攻关,不断提高应急管理的智能化和精细化水平。加强应急管理信息化标准的宣贯和应用,结合实际,鼓励地方、团体标准的制定和推广。
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