人群風險預警管理研究綜述

風險預警系統(tǒng)是以預警理論為基礎的，預警理論的起源可以追溯到19世紀末期，它目前在經(jīng)濟和軍事領域運用得比較多。在美國、日本、加拿大、英國等國家就逐月發(fā)表以數(shù)據(jù)和圖表兩種形式提供宏觀景氣動向的經(jīng)濟預警系統(tǒng)。我國的預警管理研究起步較晚。從20 世紀80年代開始，預警系統(tǒng)的研究與應用經(jīng)歷了一個從宏觀經(jīng)濟預警滲透到企業(yè)預警、從定性為主到定性與定量相結合、從點預警到狀態(tài)預警轉變的過程。80年代末、90年代初，我國開始從宏觀經(jīng)濟角度研究預警管理，其理論研究逐漸成熟，尤其是改進的遺傳、即雜交算法及基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的預警技術方法，研究比較深入。

1、人群風險預警管理研究進展

目前預警方法有了很大的發(fā)展，從線性分析方法到非線性分析方法，從確定性問題的單值分析到模糊現(xiàn)象的范圍分析，從單一方法的運用到多種方法的綜合等。然而由于人群運動的不確定性和事故發(fā)生的突然性，對人群運動狀況的判斷和人群風險的確定目前還沒有完全確定的成熟的科學方法，已經(jīng)研制和投入應用的人群風險預警系統(tǒng)，大多是從特定的角度，針對特定的環(huán)境設計的。以人群運動計算機模擬作為一種預測手段，使用高性能并行計算機系統(tǒng)，在極短時間模擬出可能出現(xiàn)的危險狀況，以便指導人群管理措施或應急疏散方案。這一新穎的預警系統(tǒng)近年在梵蒂岡辦公大樓開始使用。但計算機模擬與人群當前狀況仍可能存在相當?shù)牟顒e，并且這一系統(tǒng)需要強大的計算能力才能保證提前“預知”可能的危險。

總之，在國內(nèi)外，現(xiàn)有預警管理理論主要應用于企業(yè)和行業(yè)層面，而直接把預警理論系統(tǒng)地運用于人群聚集風險控制領域還沒有。人群聚集風險的危害和風險的致因因素對于人群風險的評估是必要的，但對于人群風險的監(jiān)測還是要從實時性、經(jīng)濟型性和可測性綜合考慮，不能脫離現(xiàn)有監(jiān)測技術的能力。

監(jiān)測所有的致因因素是不可能的，但可以從人群聚集風險的表征特征來入手，比如人群密集程度就可以反應人群聚集風險的一個方面。目前比較流行的是步行人流服務水平規(guī)范，該規(guī)范從人員流量、密度分級入手，并結合人員行為分析來判斷人群步行狀態(tài)。美國在這方面研究工作相對要早，并開發(fā)出了適用于平地和樓梯的行人服務水平方法規(guī)范。我國要使用這些服務水平規(guī)范，必須要結合具體應用場所的實地狀況，以反映實際狀態(tài)。

2、人群監(jiān)測技術

傳統(tǒng)的人群監(jiān)測主要是指利用圖像監(jiān)控系統(tǒng)，對人群狀況進行視頻監(jiān)控，以下介紹的主要是對于人群具體參數(shù)的監(jiān)測。

人群監(jiān)測是實現(xiàn)對人群進行定量科學管理的前提和依據(jù)，而適用于人群聚集風險管理的人群參數(shù)主要是運動參數(shù)和行為參數(shù)。運動參數(shù)主要包括人員流量、人員密度和人員運動速度。行為參數(shù)包括突然聚集、突然散開、滯留徘徊、越界等。

對于流量、密度和速度這三類參數(shù)，目前可用的監(jiān)測技術主要有人工統(tǒng)計、機械統(tǒng)計、電子計數(shù)、射頻識別技術、手機信號掃描技術以及最新發(fā)展起來的智能圖像監(jiān)測識別技術。

（1）人工統(tǒng)計和機械統(tǒng)計技術

人工統(tǒng)計和機械統(tǒng)計技術是最為傳統(tǒng)的人員計數(shù)技術手段。

人工統(tǒng)計方法是在場所的出入口和主要密集區(qū)安排人力，按照一定時間段定期上報通過的人數(shù)以及某區(qū)域內(nèi)的人數(shù)，進而統(tǒng)計得到場所的人員密度。該方法適合于出入口比較單一、計數(shù)方向性和實時性要求不高的場合。

機械統(tǒng)計方法是在場所的出入口安裝閘機等裝置，每過一人會撥動機械裝置計數(shù)一次，將場所的所有出入口機械計數(shù)聯(lián)網(wǎng)綜合統(tǒng)計得出場所內(nèi)的人數(shù)。

這兩種方法適合較為封閉的場所，如地鐵、機場等，不適合商業(yè)街區(qū)這樣的開放類場所。此外，這兩種統(tǒng)計方法都不適合實時監(jiān)測統(tǒng)計的需要。

（2）電子計數(shù)

電子計數(shù)主要是利用票據(jù)信息進行人數(shù)監(jiān)測，并利用中心計算機進行整合統(tǒng)計，如電子記錄收費箱、自動計數(shù)系統(tǒng)、IC卡客流信息采集技術。

這種方法和人工及機械計數(shù)的原理比較接近，不適于開放類場所的實時統(tǒng)計。

（3）RFID射頻識別技術

射頻識別技術是一項利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。利用RIFD可以追蹤行人運動軌跡信息，記錄人員到達指定位置的時間，綜合分析這些軌跡數(shù)據(jù)，可以定量描述人員在區(qū)域活動的多種規(guī)律，如：路徑選擇、滯留時間、通過主要交通設施的時間和行走速度等。

該方法適合于寫字樓等固定人員光顧的場所，不適合商業(yè)區(qū)等開放性大流量場所。

（4）手機信號掃描技術

這是一種利用基站模擬器確認移動用戶終端存在并統(tǒng)計其數(shù)量的方法。該方法利用模擬器呼喚范圍內(nèi)的手機終端，在手機終端登錄到所述基站模擬器時根據(jù)登錄信息確認移動用戶終端存在并相應地統(tǒng)計其終端數(shù)量。一個模擬器覆蓋的范圍是一個圓，多個模擬器組合起來就相對可以確定手機終端更確切的位置。目前該方法已經(jīng)開發(fā)出來，正在商用化。

該方法適合于面狀區(qū)域的人數(shù)識別，不適合識別狹長型地區(qū)的人數(shù)，否則需要建立大量的基站。此外，該方法識別周期比較長，不適合做時間序列過短的統(tǒng)計分析。還有一點就是通訊商多家，為統(tǒng)計出全部攜帶手機人員，前提是綜合協(xié)調所有的通訊商進行集成設計。該方法有個致命環(huán)節(jié)就是漏統(tǒng)計和重復統(tǒng)計，無法統(tǒng)計出未攜帶手機的人和手機關機的人，還會重復統(tǒng)計攜帶多部手機的人。

（5）智能圖像監(jiān)控識別技術

隨著計算機視覺技術的不斷發(fā)展，視頻處理的應用也越加廣泛，尤其是采用圖像序列處理技術對特定的視頻運動對象的自動檢測、識別、跟蹤在智能監(jiān)控、智能視覺應用方面有著廣泛的前景，也被應用于基于實時圖像信息的智能監(jiān)控系統(tǒng)。

對于人群密度的識別方法有兩大類，一類是基于多分辨率分析和分形的像素統(tǒng)計密度估計方法，另一類是基于紋理分析的方法。第一種方法可以給出區(qū)域內(nèi)移動人群像素數(shù)占環(huán)境背景像素數(shù)的百分比，方法較為簡單，但是當人群密度較高、人群遮擋嚴重時誤差較大。第二類方法可以充分利用圖像的紋理信息，得出識別區(qū)域的人數(shù)，但是算法復雜度較高。

這一類方法相對以上的各種方法優(yōu)勢明顯，理論上可以實現(xiàn)全天時、短時間序列、全覆蓋統(tǒng)計。以前影響該技術使用的薄弱環(huán)節(jié)就是不同環(huán)境條件下的識別準確率相對偏低，目前隨著識別準確率的不斷提升，它的工程化應用前景也越來越光明。

基金項目：中央高校基本科研業(yè)務費專項資金資助，項目編號 YX11129。