大數(shù)據(jù)背景下城市多維度風(fēng)險預(yù)測及綜合減災(zāi)能力建設(shè)

許紅霞 于涌川 閆健卓

（1.北京工業(yè)大學(xué)數(shù)字社區(qū)教育部工程研究中心，北京 100000；2.北京工業(yè)大學(xué)城市軌道交通北京實驗室，北京 100000）

隨著城市化的不斷發(fā)展，城市逐漸成為國家治理的重點，城市穩(wěn)定成為維護國家穩(wěn)定的關(guān)鍵。尤其是中大型城市，具有人口密集、流動性強、社會階層結(jié)構(gòu)多元復(fù)雜、城市抗風(fēng)險能力較弱等特點[1]，一旦出現(xiàn)較大的社會風(fēng)險，如洪澇、地震等自然災(zāi)害，?；孤?、爆炸等安全生產(chǎn)事件以及重大活動人流擠壓踩踏等突發(fā)事件，會產(chǎn)生區(qū)域性甚至全國性的影響。因此，城市風(fēng)險的準(zhǔn)確預(yù)測預(yù)警、有效防控治理是許多城市亟須考慮的一個現(xiàn)實問題。應(yīng)重視應(yīng)急管理、安全生產(chǎn)、防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)、科技創(chuàng)新工作，要求牢固樹立“發(fā)展決不能以犧牲安全為代價”的紅線意識，堅持災(zāi)害風(fēng)險管理和綜合減災(zāi)理念。在大數(shù)據(jù)時代背景下，大數(shù)據(jù)分析與挖掘、云計算、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，推動了城市風(fēng)險預(yù)測和綜合減災(zāi)的技術(shù)變革，為城市風(fēng)險治理和減災(zāi)能力提升提供了有效技術(shù)路徑。應(yīng)強化應(yīng)急管理裝備技術(shù)支撐，優(yōu)化整合各類科技資源，推進應(yīng)急管理科技自主創(chuàng)新，依靠科技提高應(yīng)急管理的科學(xué)化、專業(yè)化、智能化與精細(xì)化水平，為城市風(fēng)險治理和防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)工作開啟了全面發(fā)展的新局面。

1 城市風(fēng)險管理及救災(zāi)能力現(xiàn)狀及問題

城市是現(xiàn)代社會發(fā)展的重要載體，已經(jīng)成為人們經(jīng)濟、文化、科技活動的中心。隨著城市規(guī)模性發(fā)展，自然災(zāi)害、安全生產(chǎn)隱患、公共衛(wèi)生突發(fā)事件等不可避免，如2014年“上海外灘踩踏事件”與2015年“天津濱海新區(qū)爆炸事故”等公共災(zāi)難性事件，均造成嚴(yán)重的人員、經(jīng)濟損失以及較差的社會影響力。因此，預(yù)判風(fēng)險、把握風(fēng)險走向、提前化解應(yīng)對問題較為關(guān)鍵。國內(nèi)學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為，我國對危機事件應(yīng)對的重視和研究始于2003年[2]，并逐步構(gòu)建不同層次的應(yīng)急管理預(yù)案和應(yīng)急管理體系。2007年，全國人大通過了《中華人民共和國突發(fā)事件應(yīng)對法》，從相關(guān)制度上規(guī)范突發(fā)事件應(yīng)對工作原則和預(yù)防與應(yīng)急準(zhǔn)備、監(jiān)測與預(yù)警、應(yīng)急處置與救援、事后恢復(fù)與重建。

由于受認(rèn)知的影響，我國應(yīng)急管理預(yù)案和應(yīng)急管理體系構(gòu)建的重點均在“應(yīng)急處置”階段，即突發(fā)事件發(fā)生或出現(xiàn)后的及時發(fā)現(xiàn)、快速處置[2]，對于事前預(yù)防和應(yīng)急準(zhǔn)備的風(fēng)險治理則投入不足。此外，自然災(zāi)害與生產(chǎn)安全事故防治的科技信息化支撐能力存在不足，無法滿足應(yīng)急管理治理體系和能力現(xiàn)代化建設(shè)的需求，具體問題如下：

（1）信息基礎(chǔ)設(shè)施能力有待進一步提升。

目前，應(yīng)急管理信息化需要的高速通信網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)感知、信息安全防護等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)尚不完善，難以滿足城市風(fēng)險全域感知、全面監(jiān)測、及時預(yù)警、安全可靠等業(yè)務(wù)的需要。

（2）業(yè)務(wù)系統(tǒng)缺乏統(tǒng)籌和融合。

目前城市運行及管理的各部門業(yè)務(wù)系統(tǒng)存在整體統(tǒng)籌不夠、技術(shù)架構(gòu)不統(tǒng)一、信息共享程度不高等問題，對城市風(fēng)險預(yù)測和綜合減災(zāi)業(yè)務(wù)融合發(fā)展的支撐不夠。

（3）現(xiàn)代信息化技術(shù)應(yīng)用程度不高。

目前的應(yīng)急管理信息化系統(tǒng)主要基于傳統(tǒng)信息化手段建設(shè)，大數(shù)據(jù)背景下的新一代信息技術(shù)的應(yīng)用不足，防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)工作缺乏系統(tǒng)性、標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，智能感知預(yù)警與防災(zāi)救災(zāi)減災(zāi)指揮系統(tǒng)支撐能力亟待加強。

2 大數(shù)據(jù)背景下城市風(fēng)險治理的技術(shù)策略

在深入研究和充分掌握城市風(fēng)險生成、發(fā)展、影響的演化過程和規(guī)律的基礎(chǔ)上，將對“突發(fā)事件”的應(yīng)急管理進一步擴展到“風(fēng)險”的全鏈條管理[3]。若要健全風(fēng)險防范化解機制，須堅持從源頭上防范化解重大安全風(fēng)險，真正把問題解決在萌芽之時、成災(zāi)之前，加強風(fēng)險評估和監(jiān)測預(yù)警，提升多災(zāi)種和災(zāi)害鏈綜合監(jiān)管、風(fēng)險早識別和預(yù)報預(yù)警能力，實施精準(zhǔn)治理決策。

近年來，在世界范圍內(nèi)，對突發(fā)事件應(yīng)急管理的研究出現(xiàn)重大轉(zhuǎn)變，由傳統(tǒng)的以事中應(yīng)急處置為重點，轉(zhuǎn)移到強調(diào)事前預(yù)防和應(yīng)急準(zhǔn)備的工作模式，形成基于城市系統(tǒng)自身脆弱性的風(fēng)險管理和風(fēng)險治理[4]。利用災(zāi)害事故大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)挖掘和人工智能技術(shù)，開展智能化風(fēng)險分析與預(yù)測預(yù)警研究是國際防災(zāi)減災(zāi)的發(fā)展趨勢。在重大災(zāi)害事故防治方面，發(fā)達國家利用多信息融合傳感和抗環(huán)境氣氛干擾等相關(guān)技術(shù)，實現(xiàn)了事故風(fēng)險的早期精準(zhǔn)識別，生產(chǎn)安全事故預(yù)測預(yù)警模型可靠性大幅提升，已形成了高度集中、功能完善的國家級、行業(yè)級、區(qū)域級的統(tǒng)一監(jiān)測預(yù)警體系，大幅降低了災(zāi)害損失與人員傷亡率；利用其在遙感與GIS軟件領(lǐng)域及災(zāi)害事故大數(shù)據(jù)方面的優(yōu)勢，開發(fā)災(zāi)害事故分析模型和軟件工具，研發(fā)了較為成熟的規(guī)模化、業(yè)務(wù)化運行的專業(yè)分析軟件，為世界各國廣泛應(yīng)用[5-6]。

城市風(fēng)險治理須主動順應(yīng)科技信息化發(fā)展大勢，從傳統(tǒng)監(jiān)管方式向運用信息化、數(shù)字化、智能化等現(xiàn)代高科技手段轉(zhuǎn)變[7]，強化互聯(lián)互通和信息共享，深化自然規(guī)律性研究、關(guān)聯(lián)性分析，建立高效科學(xué)的重大災(zāi)害、事故防治與應(yīng)急管理科技體系，實現(xiàn)重大災(zāi)害與事故風(fēng)險“超前感知、智能預(yù)警、精準(zhǔn)防控、高效救援”，支撐實現(xiàn)防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)體制機制“從注重災(zāi)后救助向注重災(zāi)前預(yù)防轉(zhuǎn)變，從應(yīng)對單一災(zāi)種向綜合減災(zāi)轉(zhuǎn)變，從減少災(zāi)害損失向減輕災(zāi)害風(fēng)險轉(zhuǎn)變”，運用現(xiàn)代科學(xué)管理方式提升應(yīng)急管理效能。

3 城市多維度風(fēng)險預(yù)測及綜合減災(zāi)建設(shè)框架

面向自然災(zāi)害、安全生產(chǎn)、城市安全運行、網(wǎng)絡(luò)輿情等重點領(lǐng)域，全面提升風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警和綜合減災(zāi)科技信息化水平，推進災(zāi)害防治能力和防治體系現(xiàn)代化建設(shè)。強化數(shù)據(jù)治理系統(tǒng)建設(shè)，依托大數(shù)據(jù)支撐平臺，接入多渠道數(shù)據(jù)，對風(fēng)險監(jiān)測和綜合減災(zāi)數(shù)據(jù)全方位獲取、全網(wǎng)絡(luò)匯聚、全維度整合，建立災(zāi)害綜合態(tài)勢分析、風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警、應(yīng)急管理智能化決策等業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，滿足監(jiān)控監(jiān)測、研判預(yù)警、風(fēng)險評估、決策支持、應(yīng)急預(yù)案、物資調(diào)度等功能需求[8-9]。

3.1 建設(shè)全域覆蓋監(jiān)測感知體系

（1）自然災(zāi)害感知網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

接入地震檢測、森林防火、地質(zhì)災(zāi)害、防汛水情、氣象預(yù)報等自然災(zāi)害感知數(shù)據(jù)，為自然災(zāi)害的預(yù)警提供全面的數(shù)據(jù)支撐。其中，氣象監(jiān)測需要接入雷達、云圖等數(shù)據(jù)資源和暴雨、雷電、地災(zāi)等預(yù)警信息，對城市氣象災(zāi)害實施有效監(jiān)測。地震信息監(jiān)測需要接入地震時間、地點、受災(zāi)情況、救援情況等基礎(chǔ)感知信息。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測需要接入地質(zhì)災(zāi)害防治信息及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)各點位參數(shù)的遠(yuǎn)程實時監(jiān)測。森林火情監(jiān)測需要接入瞭望塔、紅外監(jiān)控攝像頭、煙霧攝像頭、滅火水源監(jiān)測等信息，監(jiān)測森林防火感知信息。防汛水情監(jiān)測需要接入河湖水情感知信息。

深化自然災(zāi)害成因的研究，提出相應(yīng)的災(zāi)害感知網(wǎng)絡(luò)整合措施，推動全方位、立體化、無盲區(qū)動態(tài)監(jiān)測的感知網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對自然災(zāi)害的有效管控與及時救援。

（2）安全生產(chǎn)感知網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

接入危險化學(xué)品重大危險源存儲單元、煙花爆竹存儲倉庫等風(fēng)險隱患感知數(shù)據(jù)。為企業(yè)安全生產(chǎn)、重大危險源存儲管控，提供全面的數(shù)據(jù)支撐。其中危險化學(xué)品監(jiān)測數(shù)據(jù)接入生產(chǎn)數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、液位數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、可燃?xì)怏w數(shù)據(jù)，進行24 h不間斷實時在線監(jiān)測，為危化品安全生產(chǎn)和企業(yè)重大危險源管理提供數(shù)據(jù)支撐。煙花爆竹監(jiān)管數(shù)據(jù)接入存儲倉庫視頻監(jiān)控、溫濕度監(jiān)測、入侵檢測等感知數(shù)據(jù)和報警信息，實現(xiàn)對煙花爆竹批發(fā)和零售企業(yè)的日常監(jiān)測。

（3）城市安全運行感知網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

接入大型建筑、大型公用設(shè)施、公共空間、軌道交通、地下管網(wǎng)及綜合管廊等的感知數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對城市安全運行狀態(tài)的動態(tài)管控。

大型建筑安全監(jiān)測接入橋梁、大型體育場館、大型綜合體的感知數(shù)據(jù)。大型公用設(shè)施安全監(jiān)測接入大型公用設(shè)施、特種設(shè)備、變電站、燃?xì)忾T站、能源站、儲氣輸氣調(diào)配站的感知數(shù)據(jù)，實現(xiàn)消防設(shè)施運行、特種設(shè)備運行、燃?xì)庑孤?、輸氣管網(wǎng)壓力、電弧監(jiān)測等的實時監(jiān)測。公共空間安全監(jiān)測接入城市廣場街面、重點單位、公園等區(qū)域的視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)。軌道交通安全監(jiān)測接入軌道交通內(nèi)外環(huán)境采集的安全感知數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對軌道交通建設(shè)與運營全生命周期的安全監(jiān)測。地下管網(wǎng)及綜合管廊運行狀態(tài)監(jiān)測接入燃?xì)夤芫W(wǎng)及地下相鄰空間燃?xì)鉂舛?、供水管網(wǎng)泄漏、排水管網(wǎng)氣體監(jiān)測等監(jiān)控數(shù)據(jù)，監(jiān)控地下管網(wǎng)運行狀態(tài)。

（4）網(wǎng)絡(luò)輿情感知網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

接入輿情監(jiān)測數(shù)據(jù)，第一時間掌握網(wǎng)絡(luò)輿論動態(tài)，對關(guān)注事件或線索進行持續(xù)追蹤和多維分析，全面掌握輿情動態(tài)，正確進行輿論引導(dǎo)。

3.2 建設(shè)先進強大的大數(shù)據(jù)支撐體系

（1）豐富完善應(yīng)急管理數(shù)據(jù)資源池。

接入應(yīng)急管理、安全生產(chǎn)、防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，集成企業(yè)臺賬數(shù)據(jù)、監(jiān)管業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、物聯(lián)監(jiān)測數(shù)據(jù)、監(jiān)控視頻圖像數(shù)據(jù)、政策制度數(shù)據(jù)、應(yīng)急檔案管理數(shù)據(jù)等，形成應(yīng)急管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。整合地理信息數(shù)據(jù)、社會普查數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、補充衛(wèi)星遙感信息數(shù)據(jù)，依托大數(shù)據(jù)支撐環(huán)境，匯聚其他部門共享交換數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行融合、集成。建設(shè)自然災(zāi)害類、應(yīng)急指揮類、政務(wù)管理類等應(yīng)急主題數(shù)據(jù)庫，監(jiān)測預(yù)警、監(jiān)督管理、指揮救援、決策支持等業(yè)務(wù)專題數(shù)據(jù)庫，形成應(yīng)急管理數(shù)據(jù)資源池，支撐各類數(shù)據(jù)驅(qū)動的智慧化應(yīng)急管理應(yīng)用的構(gòu)建。

（2）建設(shè)應(yīng)急管理數(shù)據(jù)支撐平臺。

通過數(shù)據(jù)管控平臺、數(shù)據(jù)共享交換平臺、數(shù)據(jù)可視化平臺以及數(shù)據(jù)挖掘分析能力建設(shè)，強化應(yīng)急管理新一代信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。構(gòu)建數(shù)據(jù)管控平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)溯源、版本控制、質(zhì)量管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)全生命周期管理。完善數(shù)據(jù)共享交換平臺，獲取所需要的跨部門、跨層級數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)感知網(wǎng)數(shù)據(jù)、企業(yè)數(shù)據(jù)、應(yīng)急指揮數(shù)據(jù)、社會和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的可配置接入。完善大數(shù)據(jù)可視化平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的多維度可視化分析、管理，為突發(fā)事件現(xiàn)場處置、森林滅火和防汛等工作提供場景展示服務(wù)。

以數(shù)據(jù)為驅(qū)動，通過多維度數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)挖掘，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)在聯(lián)系，為災(zāi)害綜合態(tài)勢分析、風(fēng)險監(jiān)測、研判預(yù)警、風(fēng)險評估、決策支持、應(yīng)急預(yù)案、物資調(diào)度等業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供知識發(fā)現(xiàn)能力，實現(xiàn)應(yīng)急管理、安全生產(chǎn)以及防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)的智慧化。

3.3 建設(shè)風(fēng)險預(yù)測及綜合減災(zāi)智能應(yīng)用體系

針對不同領(lǐng)域的風(fēng)險監(jiān)測和綜合減災(zāi)業(yè)務(wù)需求，建設(shè)智能化全業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，包括災(zāi)害綜合風(fēng)險監(jiān)測系統(tǒng)，開展對自然災(zāi)害、安全生產(chǎn)事故、城市安全風(fēng)險的監(jiān)測，形成災(zāi)害綜合風(fēng)險監(jiān)測一張圖。

（1）災(zāi)害綜合預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)，基于一張圖開展不同時段、不同災(zāi)種的災(zāi)害綜合風(fēng)險形勢分析，具體包括風(fēng)險形勢分析、災(zāi)害趨勢分析、多災(zāi)種群發(fā)分析和災(zāi)害比對分析等功能。

（2）災(zāi)害綜合風(fēng)險評估系統(tǒng)，利用災(zāi)損預(yù)測模型對災(zāi)害后果進行分析，具體包括風(fēng)險區(qū)劃分析、動態(tài)風(fēng)險分析、推演仿真和協(xié)同會商研判等功能。

（3）災(zāi)害風(fēng)險防控系統(tǒng)，實現(xiàn)風(fēng)險信息智能生成、風(fēng)險防控方案、信息靶向推送等功能。

（4）救災(zāi)物資管理與調(diào)度系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)共享機制，實現(xiàn)各部門應(yīng)急物資、儲備庫、隊伍、裝備等信息的動態(tài)更新和統(tǒng)一匯聚，支持救災(zāi)物資管理全過程數(shù)字化管理。

（5）災(zāi)后評估與災(zāi)情信息統(tǒng)計系統(tǒng)，綜合評估災(zāi)發(fā)地及周邊受災(zāi)情況，統(tǒng)計救災(zāi)物資的消耗損耗情況，生成災(zāi)情分析報告。

（6）重大活動綜合風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，基于災(zāi)害和綜合風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警背景下，為重大活動風(fēng)險管控與應(yīng)急提供保障服務(wù)。

（7）安全生產(chǎn)重大安全風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警信息化系統(tǒng)，實現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)的綜合風(fēng)險模型運算、安全風(fēng)險等級判定、預(yù)警發(fā)布信息審批、重大風(fēng)險管控措施和效果反饋評判等功能。

（8）基層防災(zāi)減災(zāi)能力評估系統(tǒng)，基于數(shù)據(jù)構(gòu)建社區(qū)防災(zāi)減災(zāi)能力評估指標(biāo)體系，結(jié)合指標(biāo)權(quán)重，對各社區(qū)防災(zāi)減災(zāi)能力進行評估。

4 結(jié)語

城市風(fēng)險引發(fā)的危害具有全面性、突發(fā)性、連鎖性等特征，其防控和治理不能簡單從一個方面入手，應(yīng)從多災(zāi)種和災(zāi)害鏈監(jiān)測預(yù)警、綜合減災(zāi)方面全面考慮。借助大數(shù)據(jù)、人工智能等新型基礎(chǔ)設(shè)施，提出城市多維度風(fēng)險預(yù)測和綜合減災(zāi)體系建設(shè)框架，自底向上通過面向自然災(zāi)害、安全生產(chǎn)、城市安全運行、網(wǎng)絡(luò)輿情的全域覆蓋監(jiān)測感知網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)急管理數(shù)據(jù)資源池和大數(shù)據(jù)支撐平臺、風(fēng)險監(jiān)測和綜合減災(zāi)全業(yè)務(wù)智能化應(yīng)用，從技術(shù)上支持了目前城市風(fēng)險治理向注重災(zāi)前預(yù)防和綜合減災(zāi)的轉(zhuǎn)變，提升城市應(yīng)急管理智能化水平。