應急管理領域新一代信息技術應用研究

許志峰 王真震 萬曉峰 韓劍鋒

（浙江信網真科技股份有限公司，浙江 杭州 310051）

當前自然災害和安全生產形勢嚴峻，加快推進我國應急管理體系和能力現代化是應急管理領域的重要課題。應適應科技信息化發展趨勢，以信息化推進應急管理現代化，提高監測預警能力、監管執法能力、輔助指揮決策能力、救援實戰能力和社會動員能力。以新一代信息技術應用為特征的智慧應急建設，是實現應急管理現代化的重要路徑之一，具有廣闊的發展前景。

1 政策背景

《“十四五”國家應急體系規劃》提出2035年要全面實現依法應急、科學應急、智慧應急的建設目標，并指出要強化信息支撐保障[1]。應急管理部高度重視應急管理信息化工作，先后印發《應急管理信息化發展戰略規劃框架（2018—2022年）》《應急管理部關于推進應急管理信息化建設的意見》《智慧應急“十四五”規劃》等政策文件，提出了我國應急管理信息化發展的“兩網絡、四體系、兩機制”總體架構，同時強調要把握全球信息技術發展趨勢，推動云計算、大數據、物聯網、人工智能、移動互聯、IPv6、虛擬現實（VR）、增強現實（AR）等新一代信息技術深度應用，為各地智慧應急建設提供了參考。

2 信息化技術的應用現狀

各級應急管理部門把應急管理信息化作為全局性工作積極推進，河北、黑龍江等10個省份作為“智慧應急”試點地區在重點領域取得突破[2]，其他區域也在積極創新。

2.1 技術應用

2.1.1 物聯網

物聯網技術廣泛應用于應急管理領域，能夠實現人、機、物、環等安全要素的多維感知、實時監測和智能預警。以安全生產領域為例，通過物聯感知技術采集危險化學品、煙花爆竹、非煤礦山、煤礦等重點行業領域風險隱患感知數據，可為防范化解重大安全風險提供數據支撐。

危險化學品：物聯網具有實時感知、可靠傳輸和智能處理的特性，可覆蓋危險化學品生產、存儲、使用、經營、運輸和廢棄處置的全流程聯網監測。應急管理部及各省從2019年開始分級建設危險化學品安全生產風險監測預警系統，實現危險化學品企業重大危險源（包括構成重大危險源的罐區、倉庫、生產裝置等）數據采集和監測。

煙花爆竹：煙花爆竹是傳統高危行業，通過部署物聯感知裝備，可以實現煙花爆竹生產、經營和流通環節的監測預警，如針對生產場所實時獲取煙火、溫度、濕度、粉塵濃度等監測數據及視頻監控圖像。目前國內煙花爆竹主產區基本完成煙花爆竹生產企業監測聯網，與部省統建的煙花爆竹監測預警系統互聯互通。

非煤礦山：針對金屬、非金屬地下礦山，物聯網技術應用體現在監測監控、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，還需要建設在線地壓監測系統。針對尾礦庫，通過對位移、浸潤線、干灘、庫水位、降水量等監測和預警，實時掌握尾礦庫整體運行安全狀態。

煤礦：物聯網技術在煤礦的應用與非煤礦山類似，此外還需要通過在煤礦井下布設傳感器，對瓦斯含量、氧氣濃度進行實時監測預警，保障礦井工作人員生命安全。

工貿企業：相對危險化學品、煙花爆竹等領域，工貿企業的物聯網技術應用相對滯后，但近幾年也在逐步提升，如應急管理部于2021年在浙江湖州市和江蘇蘇州市開展粉塵涉爆重點企業監測聯網試點工作[3]，提升企業安全生產風險管控能力。

2.1.2 移動互聯網

移動互聯網技術應用主要體現在信息上傳下達的便捷性。應急管理部強調要強化信息獲取和公眾服務，如通過災害事故e鍵通、智能外呼等移動客戶端[4]加強災害事故信息獲取。各地也充分運用移動互聯網技術創新應用場景，如浙江安全碼[5]、廣東短臨預警[6]、江西“黨建+應急管理”[7]等應用建設，解決基層應急工作難題。

2.1.3 云計算

云計算技術在應急領域的應用主要體現在應急管理業務云建設，形成彈性擴展和按需使用的云資源服務能力，高效支撐應急管理業務應用安全運行。在省、市、縣層面，一般是由地方統一建設的電子政務云劃分相關區域，用于運行應急應用。

2.1.4 大數據

大數據技術實現應急關聯數據融合共享，通過分析挖掘輔助業務應用，如在安全生產領域，臨沂市試點建設“電眼工程”，依托電力大數據開展高危行業企業違規生產行為分析。在自然災害領域，建德市創新鄉鎮防汛風險五色圖[8]，通過數據分析智能判斷鄉鎮防汛風險等級，按照級別自動向相關人員發送防汛風險提示，重塑應急響應流程。

2.1.5 人工智能

人工智能在應急管理領域應用技術包括機器人[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。基于機器學習與神經網絡算法，對人的不安全行為、物的不安全狀態和環境的不安全因素進行分析識別。如塔臺通過配備高清攝像機，可以建立自動森林草原火災監測系統[10]。在工地場景下，通過視頻分析可以實現作業人員安全監測、設備安全監測與預警等[11]。當前應急領域大部分異常情況的視頻識別場景應用都較簡單，主要依賴攝像頭前端計算或邊緣計算實現。

2.1.6 區塊鏈

區塊鏈重點解決信息不對稱問題和保障信息的可信度，目前應用處于起步階段。曾慶雙等[12]針對災害應急遙感數據共享服務的應用場景，提出了一種基于區塊鏈的災害應急遙感用戶信息共享方法，提高了災害應急遙感用戶獲取數據的時效性。

2.1.7 虛擬現實/增強現實

借助VR眼鏡、VR頭盔等設備，通過虛擬現實技術可開展安全教育培訓、應急演練等。萬婧等[13]將VR技術應用于油庫安全培訓、隱患排查、應急處置等技術培訓中，提高了對政府監管人員和企業工作人員的培訓效果。增強現實技術則利用AR裝備將真實環境和虛擬圖像、視頻等信息疊加，可輔助應急管理執法和救援人員進行高效檢查或救援。

2.1.8 數字孿生

數字孿生技術能夠實現安全生產、自然災害等領域的監測、預警、預測和仿真，實現數字化感知和智能化推演。以安全生產領域為例，浙江省德清縣借力“化工企業數字孿生”應用提升安全精密智控水平[14]。

2.2 標準制定

智慧應急建設可參考的新一代信息技術標準規范分類如表1所示。

表1 智慧應急建設可參考的新一代信息技術標準規范分類

根據《“十四五”應急管理標準化發展計劃》規劃，下一步應急管理標準體系建設將重點聚焦在安全生產、減災救災與綜合性應急管理等領域。從信息技術維度看，安全生產領域將關注“工業互聯網+安全生產”新技術等應用；減災救災與綜合性應急管理領域將關注自然災害綜合風險監測預警、應急管理數據治理和大數據應用平臺等技術規范。

3 信息化技術應用的主要挑戰

3.1 監測預警能力不足

當前物聯感知技術應用還不全面，面向安全生產和自然災害防治的感知網絡覆蓋面不全，監測能力和預警能力還難以滿足全域感知、全面監測、及時預警的業務需求。風險隱患早期感知、識別、預警以及發布的能力不強，預測、預報、預警的準確度和時效性需要進一步提升，多災種和災害鏈綜合監測能力有待提高。

3.2 數據共享利用欠缺

應急管理是典型的跨區域、跨部門、跨層級的協同類業務，無論是監測預警還是實戰救援等，對數據依賴度極高。當前多地應急管理相關數據匯聚和共享水平較低、數據質量不理想、信息共享機制不完善，未建立應急數據全生命周期管理體系，制約智慧應急應用建設。

3.3 智慧化水平需提升

現階段各地應急管理工作開展還是以業務為導向，對經驗依賴大，智慧化水平不高，數據驅動的運行機制模式還未成熟。依托人工智能、大數據等技術提升應急管理各環節工作效能還有待完善。

3.4 基層信息化基礎差

基層應急除人員配備不足、專業水平不高和安全意識淡薄等短板外，在應急信息化方面也存在基礎設施薄弱、業務應用匱乏等挑戰，導致基層應急預報預警、應急救援等工作開展不夠精細。

4 前景展望

4.1 物聯感知全面化

物聯感知全面化主要體現在物聯感知方式、感知領域和感知區域的全面化。通過部署各類智能化感知終端，結合衛星遙感、視頻感知、無人機等方式，實現各類重點監管對象的數據采集，持續完善空天地海一體化災害事故監測預警網絡。物聯感知技術的應用將全面覆蓋安全生產、自然災害、城鄉安全等各領域，特別是重點領域的安全風險感知，如重點行業及企業重大風險監測、自然災害主要災種監測及城市生命線監測等。感知監測預警數據還將實現省、市、縣、園區、企業等跨層級、跨地域的互聯互通，構建全域感知網絡。

4.2 數據管理體系化

依托大數據等技術，將進一步推進各地應急領域數據全生命周期管理的規范化建設，持續提升應急數據歸集、治理、建倉、共享等能力。數據歸集將充分整合應急、氣象、自然資源、水利等部門應急關聯數據，實現數據匯聚。數據治理將從完整性、準確性、一致性、唯一性、及時性、合法性等維度提升應急管理數據質量，確保數據正確可靠。數據建倉將根據業務需求建設風險隱患、監測預警、應急資源等專題庫，有效支撐業務應用。數據共享將實現應急管理數據縱向和橫向維度的融合共用，提升數據服務能力。

4.3 分析研判智能化

大數據、人工智能等技術的深度應用，將加速提升應急管理領域的智能化程度。通過不斷優化數據智能、視覺智能、語音智能、語義智能等能力，構建智慧應用，實現從人為經驗決策向數據智慧研判轉變。如數據智能主要依托數據管理成果，在監測預警、監管執法、指揮救援等業務領域構建一批智能模型，如安全風險評估模型、災害事故預警模型、災害演變仿真模型、執法行為分析模型等，為防災減災救災、應急指揮決策等提供科學依據。視覺智能借助視頻智能分析技術發展，不斷提高安全生產領域受限空間、吊裝、動火等作業違規行為的動態識別的準確度和覆蓋面，及時發現問題并預警。語義智能將重點研究和應用應急知識圖譜[15]和事理圖譜[16]技術，前者將知識圖譜技術與應急管理領域的知識工程結合，建設應急知識圖譜，可應用于智能檢索、智能問答等場景；后者利用基于圖結構的事理圖譜技術，厘清事件發展脈絡，為應急決策提供事實依據。

4.4 業務應用精準化

依托感知全面化、數據體系化和分析智能化促進應急管理業務應用精準化。基于數據整合分析，優化風險點、場所、企業、區域等風險評估模型，精準風險評估。通過廣泛部署感知終端和跨部門數據共享，面向特定區域和人群提升預警信息發布的精準度和覆蓋面，精準監測預警。面向重點企業建立一企一檔，對監管對象分級分類，精準執法監管。通過動態跟蹤物資裝備使用，與汛情險情、救援隊伍等智能匹配，精準搶險救援。

4.5 信息技術普惠化

在各級應急部門信息化水平不斷提升的基礎上，信息技術將進一步向基層延伸并擴大應用。如通過移動互聯網技術實現基層應急信息的快速發布和上報，加強信息獲取與共享。通過虛擬現實等技術面向公眾提升應急科普覆蓋面，提高公眾防災避險意識及自救互救能力。

5 結語

在統籌規劃和頂層設計下，應擴大新一代信息技術在應急管理領域的應用范圍，特別是物聯感知、數據管理等能力建設，提高數據采集、監測和利用水平。積極鼓勵各地通過產學研結合等方式進行技術創新和關鍵技術攻關，不斷提高應急管理的智能化和精細化水平。加強應急管理信息化標準的宣貫和應用，結合實際，鼓勵地方、團體標準的制定和推廣。