物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)急領(lǐng)域的應(yīng)用分析

楊繼東 黃衛(wèi)東

物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)急領(lǐng)域的應(yīng)用分析

楊繼東 黃衛(wèi)東

匱乏的智能化響應(yīng)極大地限制了應(yīng)急救援的效率，物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)和應(yīng)用使應(yīng)急響應(yīng)有了新的進(jìn)展。

在經(jīng)濟(jì)信息全球化的時(shí)代，信息互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用給人們的生活和工作帶來(lái)了無(wú)限的舒適和便捷，人們之間的通信方式出現(xiàn)了很多種新形式，人與人之間的聯(lián)系打破了時(shí)間與空間的束縛。但是這些仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，在涉及人們生命和財(cái)產(chǎn)安全的應(yīng)急救援工作中就已經(jīng)暴露出了很多問(wèn)題。由于沒(méi)有及時(shí)獲取相關(guān)信息或者救援資源沒(méi)有得到及時(shí)有效調(diào)度，人們依舊遭受著突發(fā)事件所帶來(lái)的災(zāi)難后果，突發(fā)事件的發(fā)生給人們的生存和生活帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。如何應(yīng)對(duì)突發(fā)性緊急事件，如何使突發(fā)事件的危害程度降到最低，成為了世界各國(guó)共同深入研究的一個(gè)重要課題。

近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)被人們普遍認(rèn)為是繼20世紀(jì)80年代PC機(jī)、90年代Internet、移動(dòng)通信網(wǎng)之后，將引發(fā)IT屆突發(fā)性發(fā)展的第三次IT產(chǎn)業(yè)化浪潮，是信息通信技術(shù)行業(yè)的又一大突破，并且得到從IT屆到國(guó)家政府首腦的高度關(guān)注，其應(yīng)用也正在逐步走入我們生活中的各個(gè)領(lǐng)域，如智能交通、智能家居、智慧物流等。雖然應(yīng)用程度還有待提高，但是可以說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)在一定程度上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了物的智能化，能夠在某些方面自動(dòng)為人們的生活提供舒適的服務(wù)。

物聯(lián)網(wǎng)概念詮釋

物聯(lián)網(wǎng)最早是1999年由麻省理工學(xué)院自動(dòng)標(biāo)識(shí)中心提出的，早期的定義是：把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別標(biāo)簽等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷成熟和廣泛應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)的概念也出現(xiàn)多元化，但是總結(jié)這些概念及相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)有以下幾點(diǎn)是學(xué)術(shù)界比較認(rèn)同的觀點(diǎn)：

1、物聯(lián)網(wǎng)是一種物與物相連，并且能夠相互傳遞信息的網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、全球定位系統(tǒng)、GIS、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接并進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

2、互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)是物物相連的網(wǎng)絡(luò)，互聯(lián)網(wǎng)是把全世界的計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、人與計(jì)算機(jī)以及人與人聯(lián)系在一起；物聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)物與物之間的關(guān)聯(lián)與信息傳遞。但是人與物之間天生的不可分割的關(guān)系，注定會(huì)使分別以人與物為核心的互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)成為緊密相連的新網(wǎng)絡(luò)。

3、物聯(lián)網(wǎng)將引起世界范圍內(nèi)的技術(shù)與市場(chǎng)變革。物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用和市場(chǎng)前景是不可估量的，從“智慧地球”、“感知中國(guó)”到“智能交通”、“智能家居”，無(wú)論從市場(chǎng)規(guī)模的廣度，還是從技術(shù)應(yīng)用的深度，物聯(lián)網(wǎng)都將成為引領(lǐng)未來(lái)市場(chǎng)發(fā)展的主題。

應(yīng)急領(lǐng)域中存在的問(wèn)題

突發(fā)性緊急事件是指突然發(fā)生，造成或者可能造成嚴(yán)重社會(huì)危害，需要采取應(yīng)急處置措施予以應(yīng)對(duì)的自然災(zāi)害、事故災(zāi)難、公共衛(wèi)生事件和社會(huì)安全事件等。應(yīng)對(duì)突發(fā)性事件之所以非常棘手，主要有以下幾個(gè)原因：

突發(fā)事件的發(fā)生難以預(yù)測(cè)。它包括兩層含義，一是無(wú)法預(yù)測(cè)，完全出乎意料；另一個(gè)是可以預(yù)測(cè)，但時(shí)間極短。難以預(yù)測(cè)性使突發(fā)事件的應(yīng)急救援工作往往向后延遲一個(gè)時(shí)間段，這使得應(yīng)有的救援沒(méi)有及時(shí)到位，突發(fā)事件造成的后果也在這段時(shí)間內(nèi)不斷惡化發(fā)展，進(jìn)而增大了救援工作的難度。

突發(fā)事件發(fā)生的情景信息沒(méi)有及時(shí)得到獲取。突發(fā)事件的情景信息對(duì)決策者有著重要的指導(dǎo)作用，決策者可以根據(jù)這些信息調(diào)度應(yīng)急救援資源，尋找優(yōu)化救援策略。如根據(jù)路況信息，調(diào)整救援車或載物車的行走路線；根據(jù)地理環(huán)境，選擇最佳儲(chǔ)物地點(diǎn)等。但是目前情景信息并沒(méi)有發(fā)揮其應(yīng)有的輔助作用，使應(yīng)急救援部門的聯(lián)動(dòng)協(xié)同工作沒(méi)有做到位。

應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化程度還很低。迅速做出有效的應(yīng)急措施是拯救遭受突發(fā)事件災(zāi)害的人們生命和財(cái)產(chǎn)的關(guān)鍵，應(yīng)急預(yù)案作為輔助決策的重要依據(jù)，其表示方式的簡(jiǎn)潔明了和有關(guān)救援措施、救援部門及其職責(zé)的準(zhǔn)確表達(dá)都是會(huì)影響決策效率的。應(yīng)急預(yù)案現(xiàn)存的形式限制了應(yīng)急預(yù)案的指導(dǎo)作用，需要進(jìn)一步的深入研究。

應(yīng)急領(lǐng)域中的這些問(wèn)題無(wú)論是從長(zhǎng)遠(yuǎn)還是現(xiàn)在都是需要亟待解決的，隨著信息化時(shí)代的逐步發(fā)展，一些新技術(shù)新方法物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)給應(yīng)急工作帶來(lái)了一些支持和幫助。

物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)急領(lǐng)域的輔助作用

物聯(lián)網(wǎng)可以通過(guò)RFID識(shí)別和感知環(huán)境信息，借助傳感技術(shù)組成的傳感網(wǎng)將信息傳遞到網(wǎng)絡(luò)信息控制中心，再借助于云計(jì)算將感知信息進(jìn)行整理梳理轉(zhuǎn)化為輔助決策的信息集，將信息集展現(xiàn)于應(yīng)急聯(lián)動(dòng)平臺(tái)，結(jié)合應(yīng)急預(yù)案的相關(guān)內(nèi)容對(duì)應(yīng)急資源進(jìn)行有效調(diào)度。具體的講就是把RFID感應(yīng)器裝備到鐵路、橋梁、隧道、電網(wǎng)、大壩以及各種各樣的交通工具上，還有生產(chǎn)工廠的每一個(gè)環(huán)節(jié)、常發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的地理位置、社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施的每個(gè)角落等，并且在整個(gè)感應(yīng)器組成的傳感器網(wǎng)背后存在一組能力超強(qiáng)的計(jì)算機(jī)群，能夠?qū)λ渴鸬膫鞲衅鬟M(jìn)行監(jiān)控和管理。

應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的一般過(guò)程

應(yīng)對(duì)突發(fā)事件一般的流程有監(jiān)測(cè)、預(yù)防控制、救援以及事后處理等（如圖1所示），雖然在此過(guò)程中已有一定的監(jiān)測(cè)措施，但是并沒(méi)形成監(jiān)測(cè)體系，檢測(cè)到的信息并沒(méi)有完全得到整合，直接進(jìn)行防控和實(shí)施救援總帶些盲目性，而且這些信息的傳送和發(fā)布仍然主要是以人為主，與實(shí)際進(jìn)行的應(yīng)急決策控制和救援行動(dòng)在時(shí)間上有很大的空隙，在應(yīng)急領(lǐng)域允許時(shí)間上的延誤，就是在舍棄人民的生命和財(cái)產(chǎn)，所以我們必須想方設(shè)法縮短時(shí)間間隔，以便于及時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。

物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)急領(lǐng)域的應(yīng)用架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用使應(yīng)對(duì)突發(fā)事件有了新的思路，不僅表現(xiàn)在信息的感知獲取上，還表現(xiàn)在資源的調(diào)度分配上。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有感、傳、智、控四個(gè)環(huán)節(jié)，其中“感”是數(shù)據(jù)感知與采集，“傳”是數(shù)據(jù)的傳輸與匯聚，“智”是海量信息的有效組織和智能處理，“控”是信息知識(shí)反饋。物聯(lián)網(wǎng)與應(yīng)急的結(jié)合，將擴(kuò)充物聯(lián)網(wǎng)所涉及的各個(gè)環(huán)節(jié)，與實(shí)際應(yīng)用相融合。

應(yīng)急管理系統(tǒng)與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)平臺(tái)將借助物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)準(zhǔn)確獲取突發(fā)事件的各種情景信息，進(jìn)而進(jìn)行有效的資源調(diào)度和分配。這樣，應(yīng)急過(guò)程中將添加一個(gè)把采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理的環(huán)節(jié)，這些工作將在體現(xiàn)在圖2所示的物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)急領(lǐng)域的應(yīng)用結(jié)構(gòu)框架上。

物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)急領(lǐng)域的應(yīng)用有底向上可以概括成三個(gè)層次：

情景信息的采集與傳輸。借助物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)中的RFID、感應(yīng)器、掃描器等能夠讀取物體的動(dòng)靜態(tài)信息的感應(yīng)裝置，采用網(wǎng)格化分布式管理的思想，感知獲取生產(chǎn)工廠中的每一個(gè)環(huán)節(jié)信息、交通道路上的車流量信息、土地農(nóng)田的土壤干濕度和酸堿度信息、公共設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)信息、常發(fā)地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)的地質(zhì)穩(wěn)定狀態(tài)、森林草原地帶的空氣土壤干濕度等實(shí)況信息。物聯(lián)網(wǎng)離不開(kāi)地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS），但它們更是應(yīng)急救援的好助手，它們可以迅速提供突發(fā)地帶的地置、地理環(huán)境、相關(guān)運(yùn)輸路線等信息，給出了明確救援目的地以及救援路線。根據(jù)地理位置確定當(dāng)?shù)氐娜丝诜植济芏仁穷A(yù)測(cè)和估計(jì)突發(fā)事件級(jí)別的重要依據(jù)，關(guān)系到發(fā)布信息的準(zhǔn)確性。氣象是目前預(yù)測(cè)事物發(fā)展?fàn)顩r最為科學(xué)和成熟的一個(gè)領(lǐng)域，氣象衛(wèi)星的使用給人們策劃各種行動(dòng)提供了重要信息，也為人們應(yīng)對(duì)氣象災(zāi)害提供了一定的調(diào)整時(shí)間。人員密度通過(guò)這些物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)裝置將情景信息進(jìn)行收集并傳輸?shù)较鄳?yīng)的信息服務(wù)中心。

圖1 突發(fā)事件應(yīng)對(duì)的一般流程

信息的整合與發(fā)布。應(yīng)對(duì)突發(fā)性緊急事件都是針對(duì)事物非正常發(fā)展而帶來(lái)的意外災(zāi)害或?yàn)?zāi)難所進(jìn)行的救援活動(dòng)。事物的正常發(fā)展?fàn)顟B(tài)往往不是人們所關(guān)注的，因此對(duì)于獲取到的事物發(fā)展的正常狀態(tài)信息，僅僅需要整合并在內(nèi)部進(jìn)行公布顯示，以便與其他非正常信息進(jìn)行整合，輔助決策。如某工廠出現(xiàn)了大型生產(chǎn)事故，雖然周邊交通狀況正常，但是需要借助各條路線的路況信息尋找最優(yōu)路線進(jìn)行救援。云計(jì)算是物聯(lián)網(wǎng)中處理海量數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)，運(yùn)用云計(jì)算的相關(guān)技術(shù)對(duì)獲取到的海量情景信息進(jìn)行整合，對(duì)非常態(tài)信息進(jìn)行確認(rèn)之后，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、實(shí)體媒體等途徑將信息發(fā)布于眾，必要時(shí)呼吁國(guó)內(nèi)外社會(huì)各界人士和企業(yè)的幫助。同時(shí)將非常態(tài)信息傳遞給應(yīng)急聯(lián)動(dòng)指揮中心，為應(yīng)急決策提供突發(fā)事件的情景信息及周邊環(huán)境信息。

應(yīng)急決策與實(shí)際救援。應(yīng)急聯(lián)動(dòng)指揮平臺(tái)是以信息通信網(wǎng)絡(luò)為依托，集政府部門、警察局、軍隊(duì)、消防、醫(yī)療急救、交管、城管等為一體，能夠根據(jù)信息服務(wù)中心提供的突發(fā)事件相關(guān)信息和應(yīng)急預(yù)案，迅速成立應(yīng)急指揮小組，并結(jié)合實(shí)際情況分配給各小組明確的任務(wù)。應(yīng)急指揮小組是直接進(jìn)行資源調(diào)度的負(fù)責(zé)群體。當(dāng)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)指揮中心收到突發(fā)事件的相關(guān)信息后，確定目的地，根據(jù)突發(fā)事件類型和級(jí)別，啟動(dòng)相應(yīng)色彩的預(yù)警警報(bào)，依據(jù)應(yīng)急預(yù)案數(shù)據(jù)庫(kù)中的預(yù)案參考，迅速組成應(yīng)急指揮小組來(lái)承擔(dān)實(shí)際應(yīng)急調(diào)度工作，結(jié)合提供的交通路況信息安排救援車輛的行走路線，必要時(shí)，增加直升機(jī)等救援方式，對(duì)于重大突發(fā)事件，政府機(jī)構(gòu)需要做好統(tǒng)籌兼顧的領(lǐng)導(dǎo)工作，要根據(jù)其地理環(huán)境、人口分布、天氣情況等信息對(duì)救援物資、臨時(shí)避難所進(jìn)行合理的布局和安置，進(jìn)而保證各種救援單位、群體協(xié)同抗災(zāi)救災(zāi)，以及保障物資資源的合理配置以盡其用。

未來(lái)展望

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于應(yīng)急領(lǐng)域，使應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作更一體化、綜合化，RFID、GIS、GPS、掃描器、監(jiān)控?cái)z像等技術(shù)和裝置的運(yùn)用，使應(yīng)急監(jiān)測(cè)結(jié)果逐步向數(shù)字化、智能化、可視化方向發(fā)展，使應(yīng)急需要的情景信息更齊全、更明了、更實(shí)時(shí)，為應(yīng)急決策提供了及其重要的信息，有利于指揮者尋找最優(yōu)的調(diào)度資源策略和方案。傳感技術(shù)和云計(jì)算的使用大大減少了整合計(jì)算情景信息的時(shí)間，為搶救受災(zāi)群眾和財(cái)產(chǎn)爭(zhēng)取了更多時(shí)間，這就意味著可以拯救更多的生命和財(cái)產(chǎn)。

物聯(lián)網(wǎng)與應(yīng)急相結(jié)合是應(yīng)急領(lǐng)域?qū)π畔r(shí)代提出的新要求，目前物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展還處于初級(jí)階段，其關(guān)鍵技術(shù)也在不斷探究中，世界各國(guó)政府的鼎力支持使其迅猛發(fā)展，相信隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷攻克和成熟，其在應(yīng)急領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)逐步實(shí)現(xiàn)。