物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)急救援中的應(yīng)用

邢雨

(江南大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院，江蘇無錫 214122)

0 引言

我國(guó)是一個(gè)自然災(zāi)害較多的國(guó)家，近年來各種自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，給人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了嚴(yán)重威脅。災(zāi)難發(fā)生后的應(yīng)急救援工作對(duì)保證人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，最大限度地減少災(zāi)害造成的損失，維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用。

我國(guó)法律規(guī)定，當(dāng)自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，各級(jí)人民政府及相關(guān)救援機(jī)構(gòu)應(yīng)及時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)預(yù)警并出臺(tái)應(yīng)急方案，公布公共防范信息，切實(shí)保障受災(zāi)人員和救援人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。根據(jù)《自然災(zāi)害救助條例》的規(guī)定，減災(zāi)救援工作主要分為三個(gè)階段：防災(zāi)預(yù)警階段、應(yīng)急救援階段、災(zāi)后重建階段。在應(yīng)急救援階段，救援中心應(yīng)快速分析災(zāi)區(qū)形勢(shì)和災(zāi)情的發(fā)展趨勢(shì)，緊急運(yùn)送食物、飲水、醫(yī)療器械等救災(zāi)物資，保證受災(zāi)群眾及救災(zāi)人員的生命安全。對(duì)于新時(shí)期的應(yīng)急救援工作來說，想要準(zhǔn)確、快速地獲知災(zāi)情信息，盡量爭(zhēng)取救援時(shí)間，除了依賴常規(guī)的信息報(bào)送系統(tǒng)外，還要充分利用先進(jìn)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。近年來隨著IE技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)越來越得到人們的重視。將基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的通訊技術(shù)和控制思路融入到減災(zāi)救援體系之中，可以大大提高救援工作的效率，做到普通救援無法完成的任務(wù)。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介

物聯(lián)網(wǎng)(the Internet of Things，IOT)是“物物連的互聯(lián)網(wǎng)”即通過射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、空間定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)［1］。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)是RFID技術(shù)，即無線射頻識(shí)別技術(shù)。完整的RFID系統(tǒng)主要由三部分組成：讀寫器，電子標(biāo)簽(TAG)和應(yīng)用軟件系統(tǒng)［2］。

一般認(rèn)為從應(yīng)用角度來說，物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)可以分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三部分。感知層又稱為傳感網(wǎng)絡(luò)，通過傳感器、RFID標(biāo)簽等實(shí)現(xiàn)對(duì)物的智能識(shí)別和感知，并通過通信模塊來完成物理實(shí)體與網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層之間的相互連接。網(wǎng)絡(luò)層的主要工作就是實(shí)現(xiàn)控制信息的傳遞路徑，所以又稱為傳輸網(wǎng)絡(luò)，通過現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息的計(jì)算與處理。網(wǎng)絡(luò)層可以以廣電網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)為依托，也可以以專用通信網(wǎng)絡(luò)為依托。應(yīng)用層又稱為應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，是實(shí)際應(yīng)用的輸出終端，需要多層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，直接服務(wù)于應(yīng)用進(jìn)程。應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施可以給物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供各種資源調(diào)用接口，以及信息的計(jì)算與處理等通用基本服務(wù)設(shè)施，在此基礎(chǔ)上達(dá)到物聯(lián)網(wǎng)在眾多領(lǐng)域的各種應(yīng)用目的。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)急救援體系

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于應(yīng)急救援之中，一方面可以快速、全面地獲得救災(zāi)信息并將其綜合分析和處理;另一方面可以對(duì)救災(zāi)工作進(jìn)行綜合部署，提高救援工作的效率。

2.1 利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲取并處理信息

當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，首先要做到的就是將救援信息傳播到外界并分析處理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在救災(zāi)中得到應(yīng)用，既可以迅速準(zhǔn)確的獲取信息，又可以將獲取的信息綜合處理，建立起一個(gè)高效地信息處理平臺(tái)。

當(dāng)前我國(guó)的城市智能安防系統(tǒng)、電子交通系統(tǒng)已經(jīng)建立得比較完善，同時(shí)也在逐步展開了用于監(jiān)測(cè)和預(yù)防自然災(zāi)害發(fā)生后產(chǎn)生的次生災(zāi)害的各種設(shè)備的建設(shè)工作，比如在水電站大壩、軍火庫(kù)等重要設(shè)備或建筑關(guān)鍵區(qū)域建立的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，鐵路部門的預(yù)警系統(tǒng)等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)急救災(zāi)系統(tǒng)中得到應(yīng)用，可以避免各個(gè)系統(tǒng)的獨(dú)立運(yùn)作，統(tǒng)一部署并聯(lián)合控制救援行動(dòng)，大大提高救援工作的效率。

在災(zāi)情發(fā)生后的第一時(shí)間內(nèi)，需要迅速的將必要信息傳播到救援機(jī)構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過在各種物品上安置RFID標(biāo)簽，可以隨時(shí)將數(shù)字信號(hào)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去，實(shí)現(xiàn)對(duì)人和物的準(zhǔn)確定位和識(shí)別。通過帶有RFID標(biāo)簽的無線傳感器可以收集到大量的災(zāi)區(qū)環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度、降水量、風(fēng)向等，可以利用傳感網(wǎng)絡(luò)定期向救援中心發(fā)送。救援中心將獲得的災(zāi)害信息資料經(jīng)過匯總并綜合分析后，根據(jù)災(zāi)害的嚴(yán)重程度及時(shí)向社會(huì)和公眾發(fā)布并發(fā)出預(yù)警;對(duì)于災(zāi)害的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，在啟動(dòng)災(zāi)害預(yù)警響應(yīng)后，通過快速、密集的方式，臨時(shí)布設(shè)大量的無線傳感器并建立相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，爭(zhēng)取在災(zāi)害發(fā)生的第一時(shí)間內(nèi)就能獲得來自災(zāi)區(qū)的相關(guān)信息參數(shù)，尤其是對(duì)于洪澇、火災(zāi)等災(zāi)情變化快、蔓延迅速的自然災(zāi)害，可以在最短的時(shí)間內(nèi)獲得水體淹沒面積、火場(chǎng)覆蓋范圍、蔓延發(fā)展趨勢(shì)等災(zāi)害信息［3］。

2.2 利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行綜合救災(zāi)部署

基于利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立的信息處理平臺(tái)之上可以對(duì)救災(zāi)行動(dòng)進(jìn)行綜合部署，提高救援工作的效率，爭(zhēng)取救援時(shí)間。

1)緊急救援。

災(zāi)害發(fā)生后，要做到的是緊急救援和人員的轉(zhuǎn)移和安置。通過廣泛布置RFID無線傳感器，可以時(shí)刻了解到災(zāi)區(qū)的溫度、水文、風(fēng)速等參數(shù)的變化情況，使救援人員獲得準(zhǔn)確的預(yù)警信息，在對(duì)人員的定位和轉(zhuǎn)移安置時(shí)做出正確抉擇。

2)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度。

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立的信息平臺(tái)，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度人員可以與后方組織人員取得密切聯(lián)系，時(shí)刻將獲得的災(zāi)區(qū)各類重要信息傳送到后方，使指揮中心能夠做出及時(shí)、正確的判斷，使得救援工作井井有條。

3)物資分配。

將帳篷、食物、飲用水和醫(yī)療器械等救災(zāi)物資準(zhǔn)確快速地送往災(zāi)區(qū)并進(jìn)行分配是救援工作的重要環(huán)節(jié)。微電子芯片一般有幾K到幾十K字節(jié)的存儲(chǔ)容量，可以用來對(duì)各種物品進(jìn)行唯一的編碼，采用射頻技術(shù)可直接或隔著障礙物即可進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，且可以批量識(shí)別，無需打開物品的包裝，完全避免了條形碼存在的必須近距離直視才能識(shí)別的缺點(diǎn)。物品一旦進(jìn)入有效的射頻識(shí)別區(qū)域內(nèi)，就可以即刻轉(zhuǎn)化為數(shù)字化信息［4］。因此采用射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)，可以迅速識(shí)別物品的類別、保質(zhì)期等重要數(shù)據(jù)，可以確保數(shù)量型號(hào)龐雜的救援物資完整有效地進(jìn)行分配，保證人民群眾安全使用。

3 物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)意見

目前物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)還處于起步階段，存在一些尚待解決的問題，如：1)RFID標(biāo)簽的生產(chǎn)和布置。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是建立在射頻識(shí)別技術(shù)之上的，因此只有生產(chǎn)出大量廉價(jià)的RFID標(biāo)簽并布置于合適的位置，才能收集到全面可靠的信息，才能使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)真正能夠在減災(zāi)救援中發(fā)揮作用。目前國(guó)內(nèi)RFID標(biāo)簽的研發(fā)水平不高，關(guān)鍵技術(shù)被國(guó)外壟斷;并且價(jià)格過于昂貴，不適宜投入大量生產(chǎn)使用。2)基于物聯(lián)網(wǎng)的救災(zāi)基本條件的完善。在減災(zāi)救援的過程中，有很多情況下雖然具備先進(jìn)的通訊設(shè)備，但由于災(zāi)難對(duì)一些救災(zāi)基本條件(比如電源)造成了重大破壞，使得通訊中斷，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在減災(zāi)救援工作中的優(yōu)勢(shì)得不到發(fā)揮，等等。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和完善，不斷解決存在和出現(xiàn)的問題，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在減災(zāi)救援工作中的實(shí)際應(yīng)用會(huì)更加廣泛。

4 結(jié)語(yǔ)

本文重點(diǎn)討論物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)急救援體系中的應(yīng)用。首先通過廣泛布置的RFID標(biāo)簽，可以全面快捷的收集到有關(guān)救援工作的情報(bào)信息，并建立可綜合分析的信息處理平臺(tái)。其次在已經(jīng)建立的信息平臺(tái)的基礎(chǔ)上，救援指揮中心可以聯(lián)合控制各個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一部署，避免救援系統(tǒng)的孤立運(yùn)作，提高工作效率?，F(xiàn)今物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)及其應(yīng)用于減災(zāi)救援方面還存在很多不足，建議加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)建設(shè)，并完善應(yīng)急救災(zāi)的基本條件。

［1］ 史照良，龔越新，曹 敏，等.測(cè)繪技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代測(cè)繪，2010，33(3)：3-5.

［2］ 張 罡.RFID技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)［J］.計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2009(34)：210-211.

［3］ 劉三超.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在災(zāi)害應(yīng)急救助中的應(yīng)用［J］.中國(guó)減災(zāi)，2011，9(上)：8-9.

［4］ 劉小涇.物聯(lián)網(wǎng)：現(xiàn)代物流與供應(yīng)鏈管理的新工具［J］.物流研究，2010(25)：40-41.