面向2035年的災(zāi)害事故智慧應(yīng)急科技發(fā)展戰(zhàn)略研究

劉奕，張宇棟，張輝，范維澄

（清華大學(xué)公共安全研究院，北京 100084）

一、前言

我國屬于災(zāi)害事故多發(fā)的國家，自然災(zāi)害總體上呈現(xiàn)災(zāi)害種類多、影響地域廣、災(zāi)害損失重等特征。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局近10年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[1]，年均受災(zāi)人口約為2.5×108人次，年均因?yàn)?zāi)死亡人口約為1800人，年均直接經(jīng)濟(jì)損失約為3800億元，年均森林火災(zāi)火場總面積達(dá)4.85×104hm2；事故災(zāi)難情況總體好轉(zhuǎn)但形勢依然嚴(yán)峻，2019年各類生產(chǎn)安全事故死亡人數(shù)為29 519人，其中工礦商貿(mào)企業(yè)1.474人/10萬人、煤礦0.083人/106t、道路交通 1.8人/萬車[2]。全面提高應(yīng)急能力，構(gòu)建全方位、立體化的公共安全網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)更高水平的平安中國，是國家發(fā)展的重大需求[3]。

隨著新一代信息技術(shù)的發(fā)展，災(zāi)害事故應(yīng)急向智慧化發(fā)展已成為國際趨勢。構(gòu)建智能化的多層級公共安全防護(hù)體系，為國家和社會(huì)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展、為居民生命健康和財(cái)產(chǎn)安全提了精準(zhǔn)保障 [4]，成為國家新的重大戰(zhàn)略需求。強(qiáng)化科技支撐，是提高全過程風(fēng)險(xiǎn)防范、監(jiān)測預(yù)警、處置救援、恢復(fù)重建等應(yīng)急管理能力與精細(xì)化水平的核心驅(qū)動(dòng)力[5]。

物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI等新一代信息技術(shù)的發(fā)展給應(yīng)急管理帶來新的創(chuàng)新機(jī)遇[6]。面向全面提升國家應(yīng)急管理能力的目標(biāo)，探索適應(yīng)國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的智慧應(yīng)急科技發(fā)展戰(zhàn)略是重大而緊迫的歷史使命。本文圍繞災(zāi)害事故智慧應(yīng)急科技發(fā)展問題，以需求為導(dǎo)向，基于國際態(tài)勢分析和主要發(fā)展趨勢，著重針對我國災(zāi)害事故領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r及問題，探索面向2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)的智慧應(yīng)急發(fā)展戰(zhàn)略思想框架與方向任務(wù)。

二、災(zāi)害事故智慧應(yīng)急科技發(fā)展的需求分析

（一）自然災(zāi)害防御

隨著城市化進(jìn)程加快，人口、財(cái)富、生產(chǎn)力的富集與重大自然災(zāi)害多發(fā)地區(qū)的交疊日益加劇，公眾遭受巨災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)有所增加。近年來，全球進(jìn)入地質(zhì)活躍期，世界范圍內(nèi)地震災(zāi)害趨于多發(fā)，我國也發(fā)生了多起不同震級的地震。氣候變化導(dǎo)致的超強(qiáng)臺風(fēng)，對東部沿海地區(qū)城市群造成了嚴(yán)重威脅。國家已建或正在規(guī)劃建設(shè)的城市群，多數(shù)面臨7級以上大地震、強(qiáng)烈臺風(fēng)、流域大洪水、巨型滑坡泥石流等的直接威脅；地震、臺風(fēng)、暴雨、洪水、干旱、地質(zhì)災(zāi)害、森林火災(zāi)等是我國主要的自然災(zāi)害，巨災(zāi)應(yīng)對成為緊迫的國家戰(zhàn)略需求。

重大自然災(zāi)害危險(xiǎn)性和風(fēng)險(xiǎn)評估、監(jiān)測預(yù)警特別是短時(shí)局地極端災(zāi)害的預(yù)警能力、中長期預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)等都需要提升，應(yīng)對大城市和城市群重大災(zāi)害性事件的監(jiān)測預(yù)警、預(yù)測預(yù)報(bào)、應(yīng)急準(zhǔn)備和應(yīng)急救援等技術(shù)亟待發(fā)展，關(guān)鍵儀器設(shè)備進(jìn)口依賴程度依然較高。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，自然災(zāi)害的次生衍生災(zāi)害形勢趨于嚴(yán)重，堰塞湖、潰壩、決堤險(xiǎn)情等重大災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)警技術(shù)仍需重點(diǎn)研發(fā)。

（二）事故災(zāi)難防范

面對產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和更加激烈的國際競爭，我國安全生產(chǎn)壓力巨大。國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對能源、原材料等的需求居高不下，礦井開采趨于深部化，大規(guī)?；@區(qū)增多，城市地下管網(wǎng)建設(shè)與運(yùn)行更加稠密，生產(chǎn)安全面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。多種災(zāi)害的可能耦合也增加了防災(zāi)的復(fù)雜性。生產(chǎn)過程中的職業(yè)健康問題較為突出，我國職業(yè)病危害的接觸人數(shù)、職業(yè)病新發(fā)病例數(shù)、累計(jì)病例數(shù)、死亡病例數(shù)均居世界首位，并且呈現(xiàn)越來越嚴(yán)重的趨勢。核與輻射安全問題凸顯，其潛在危害性和社會(huì)影響力極大，核恐慌情緒極易在普通民眾中蔓延；核與輻射事故中的劑量、類型、時(shí)間等快速檢測技術(shù)，事故不同階段的公眾心理干預(yù)技術(shù)等，也是較為為迫切的研究課題。

高水平制造業(yè)趨于智能化，制造產(chǎn)業(yè)的綠色制造、清潔生產(chǎn)、循環(huán)化生產(chǎn)普及程度均在逐步提高，重大工業(yè)裝備朝著超大型化、高參數(shù)、服役條件苛刻化等方向發(fā)展；系統(tǒng)全面且有針對性地推動(dòng)重大工業(yè)裝備安全保障關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展，是保障裝備安全及可靠性、實(shí)現(xiàn)長周期運(yùn)行與全壽命安全管理的必要條件。

（三）應(yīng)急平臺建設(shè)

進(jìn)一步提高國家應(yīng)急平臺技術(shù)體系的數(shù)字化、智能化、一體化水平，增強(qiáng)對突發(fā)事件的響應(yīng)與應(yīng)對效率。尤其要提高基于新一代信息技術(shù)的突發(fā)事件數(shù)據(jù)獲取與快速分析能力，構(gòu)建各層級應(yīng)急平臺對突發(fā)事件的快速有效應(yīng)急能力，發(fā)展對突發(fā)事件及其應(yīng)急的科學(xué)預(yù)測與評估能力，完善國家應(yīng)急平臺體系的決策與指揮能力。

三、災(zāi)害事故智慧應(yīng)急科技發(fā)展現(xiàn)狀

（一）國際態(tài)勢

將新一代信息技術(shù)綜合運(yùn)用在自然災(zāi)害和事故災(zāi)難的風(fēng)險(xiǎn)評估與預(yù)防、監(jiān)測預(yù)測預(yù)警、應(yīng)急處置與救援、綜合保障等環(huán)節(jié)，通過信息技術(shù)賦能，將應(yīng)急的各個(gè)環(huán)節(jié)連通并集成，全面提升對各類災(zāi)害事故應(yīng)急的智慧化、精準(zhǔn)化水平?？v觀全球，針對自然災(zāi)害和事故災(zāi)難的智慧應(yīng)急發(fā)展積累了很多典型案例，美國、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)都在積極發(fā)展智慧應(yīng)急（見表1） [7]。

表1 國際智慧應(yīng)急應(yīng)用系統(tǒng)案例

基于信息技術(shù)的自然災(zāi)害精準(zhǔn)感知，是智慧應(yīng)急科技發(fā)展的熱點(diǎn)之一。以地震為例，美國發(fā)展了包括聯(lián)邦應(yīng)急管理局（FEMA）的國家風(fēng)險(xiǎn)指數(shù) （NRI）、地震恢復(fù)成本估算器、災(zāi)害評估管理系統(tǒng)（HAZUS）等工具，地質(zhì)調(diào)查局（USGS）的國家地震監(jiān)測臺網(wǎng)系統(tǒng)（ANSS）、全國地震災(zāi)害圖等一系列成熟的技術(shù)產(chǎn)品。日本地震研究委員會(huì) （ERC）也實(shí)施了國家地震危險(xiǎn)性地圖制作等項(xiàng)目。

融合多災(zāi)種綜合應(yīng)急的基礎(chǔ)設(shè)施和體系能力建設(shè)得到世界各國的高度重視。美國國家科學(xué)基金會(huì)（NSF）支持的基于自然災(zāi)害工程研究的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)（NHERI）、計(jì)算建模與仿真中心（SimCenter）[8]，以及國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）開發(fā)的龍卷風(fēng)危險(xiǎn)地圖等，為美國綜合應(yīng)急能力構(gòu)建提供了強(qiáng)有力支撐[9]?；凇绊g性日本”戰(zhàn)略，日本重點(diǎn)推進(jìn)防災(zāi)減災(zāi)科技創(chuàng)新，特別是針對地震、海嘯、氣象災(zāi)害以及可能引發(fā)的次生事故災(zāi)難，逐步建立起完備的防災(zāi)應(yīng)急系統(tǒng)，全天候監(jiān)測運(yùn)行、收集發(fā)布環(huán)境信息并開展災(zāi)害評估。東日本鐵路公司（JR East）為防止地震期間發(fā)生重大事故引入的地震預(yù)警系統(tǒng)，國家地球科學(xué)和抗災(zāi)研究所（NIED）建造和運(yùn)營的海底地震和海嘯觀測網(wǎng)，宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）研制的降水雷達(dá)（DPR）用于改進(jìn)天氣模型[10]等，也是代表性的科技減實(shí)應(yīng)用。

基于信息技術(shù)賦能，跨區(qū)域、跨層級、跨部門的高效協(xié)同成為可能，如英國國民緊急事務(wù)秘書處（CCS）的Resilience Direct [11]、中央警報(bào)系統(tǒng)（CAS）[12]，覆蓋歐盟全部成員國的“112”應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。

大數(shù)據(jù)和大計(jì)算的應(yīng)用成為趨勢，歐洲各國在數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)上，建立了多個(gè)高性能計(jì)算系統(tǒng)并應(yīng)用于氣候、天氣、應(yīng)急救災(zāi)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)用大規(guī)模仿真對自然災(zāi)害和事故災(zāi)難進(jìn)行精準(zhǔn)分析的目標(biāo)。應(yīng)急系統(tǒng)與災(zāi)害探測系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、信息通信技術(shù)結(jié)合，提高了應(yīng)急效率和應(yīng)急水平，在國際上得到廣泛應(yīng)用。

融合各種感知監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集技術(shù)，結(jié)合基于AI和大數(shù)據(jù)技術(shù)的各類定量化模型方法及高端專業(yè)軟件，不斷提高自然災(zāi)害和事故災(zāi)難的風(fēng)險(xiǎn)識別預(yù)警、信息共享、遠(yuǎn)程響應(yīng)、協(xié)同救援、綜合保障能力，成為全球?yàn)?zāi)害事故智慧應(yīng)急發(fā)展的前沿趨勢。

（二）主要發(fā)展趨勢

新一代信息技術(shù)的發(fā)展給智慧應(yīng)急的發(fā)展提出了新的任務(wù)，也帶來了新的契機(jī)。信息技術(shù)賦能智慧應(yīng)急發(fā)展的主要著力點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下方面 [13]。

1.非常規(guī)、未知風(fēng)險(xiǎn)的識別和評估

面向未來新材料、新工藝、新技術(shù)的革新發(fā)展，基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、AI、模擬仿真、情景推演等技術(shù)，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)識別和評估方法與技術(shù)系統(tǒng)?？紤]產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、技術(shù)推廣等與環(huán)境和社會(huì)的碰撞融合所產(chǎn)生的潛在未知風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)展先兆事件的智慧識別與預(yù)判技術(shù)，形成對非常規(guī)、未知風(fēng)險(xiǎn)的綜合控制能力。

2.主動(dòng)感知與預(yù)測預(yù)警的智能聯(lián)動(dòng)

新一代信息技術(shù)為智能化的主動(dòng)感知提供了手段，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)分析、智能計(jì)算，實(shí)現(xiàn)有效的主動(dòng)感知與預(yù)測預(yù)警的智能聯(lián)動(dòng)，是未來智慧應(yīng)急的發(fā)展趨勢。

3.多元協(xié)同與系統(tǒng)化應(yīng)急

信息技術(shù)的發(fā)展將突破原有應(yīng)急參與主體單線和垂直聯(lián)系的傳統(tǒng)模式，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)政府–社會(huì)–公眾高度協(xié)同、個(gè)人–社區(qū)–城市–城際–省際–國際密切協(xié)作的系統(tǒng)化智慧應(yīng)急管理體系。

4.全行業(yè)整合、高共享、深應(yīng)用的智慧應(yīng)急

需求導(dǎo)向下的智慧應(yīng)急發(fā)展，勢必推動(dòng)跨部門、行業(yè)間數(shù)據(jù)壁壘的打通。整合諸如氣象、環(huán)境、消防、醫(yī)療、住建、交通、電力、水利、通信、民生等行業(yè)資源，實(shí)現(xiàn)多元化、智能化、一體化的信息獲取和共享，推動(dòng)智慧應(yīng)急向多行業(yè)大整合、高共享、深應(yīng)用發(fā)展。

四、我國災(zāi)害事故智慧應(yīng)急科技發(fā)展現(xiàn)狀分析

（一）基本狀況

我國在災(zāi)害事故的監(jiān)測預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)評估、應(yīng)急救援、恢復(fù)重建等關(guān)鍵環(huán)節(jié)不斷加強(qiáng)科技攻關(guān)和系統(tǒng)研發(fā)，注重各環(huán)節(jié)的信息化和信息技術(shù)應(yīng)用，顯著提升了國家綜合防災(zāi)減災(zāi)和安全生產(chǎn)監(jiān)管能力。

1.氣象災(zāi)害預(yù)測預(yù)報(bào)

基于氣象衛(wèi)星、多普勒天氣雷達(dá)、自動(dòng)氣象站的臺風(fēng)全方位監(jiān)測系統(tǒng)基本建成，能力達(dá)到世界先進(jìn)水平。建立考慮海浪、海洋飛沫、潮汐作用的區(qū)域臺風(fēng)海氣耦合模式，實(shí)現(xiàn)了臺風(fēng)數(shù)值預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù)的突破；臺風(fēng)初始化、物理過程參數(shù)化等多種技術(shù)的應(yīng)用，顯著提升了臺風(fēng)路徑預(yù)報(bào)水平，提高了我國臺風(fēng)數(shù)值預(yù)報(bào)的國際影響力。建成的臺風(fēng)業(yè)務(wù)平臺涵蓋臺風(fēng)路徑顯示檢索、預(yù)報(bào)制作、預(yù)警信息發(fā)布等業(yè)務(wù)功能模塊，為國家氣象中心、華東區(qū)域氣象中心、華南區(qū)域氣象中心等業(yè)務(wù)單位提供了種類豐富、精度高的臺風(fēng)路徑（登陸點(diǎn)）、強(qiáng)度、風(fēng)雨集合預(yù)報(bào)產(chǎn)品，為沿海地區(qū)臺風(fēng)防范與應(yīng)急決策提供了重要依據(jù)，在減輕氣象災(zāi)害損失方面發(fā)揮了積極作用。

2.煤礦開采安全保障

我國煤礦開采安全保障技術(shù)研究已經(jīng)邁入建立安全型礦井、實(shí)現(xiàn)區(qū)域性綜合防治的發(fā)展階段。研發(fā)了瓦斯災(zāi)害易發(fā)區(qū)預(yù)測、高效瓦斯抽采及抽采效果評價(jià)、瓦斯災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警等綜合性技術(shù)，逐步形成由基礎(chǔ)理論、工藝技術(shù)、儀器儀表、專用裝備構(gòu)成的瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)體系。煤礦瓦斯含量快速準(zhǔn)確測定技術(shù)了解決了硬煤壓風(fēng)取樣溫升加速瓦斯解吸、松軟煤層取不到樣或取樣時(shí)間過長、損失量估算誤差大等難題，為瓦斯治理提供了依據(jù)。適應(yīng)井下易爆環(huán)境的以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場總線、寬帶接入設(shè)備、大容量本質(zhì)安全電源設(shè)備、異常聯(lián)動(dòng)控制等技術(shù)的突破，支撐了集地質(zhì)測量、生產(chǎn)技術(shù)、通風(fēng)安全、辦公自動(dòng)化和數(shù)字化礦山、安全生產(chǎn)監(jiān)控于一體的預(yù)警平臺開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了隱患聯(lián)動(dòng)控制和動(dòng)態(tài)預(yù)警。采用無線傳輸和無線中繼技術(shù)的礦井無線救災(zāi)通信系統(tǒng)技術(shù)與裝備，實(shí)現(xiàn)了井下指揮基地與救援現(xiàn)場之間災(zāi)區(qū)圖像、語音、環(huán)境參數(shù)三位一體的實(shí)時(shí)并行傳輸，建立了移動(dòng)式礦井重大災(zāi)害應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)。

3.國家應(yīng)急平臺體系

我國建設(shè)了第一代國家應(yīng)急平臺體系，在國務(wù)院、各省市、部門和企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。提出了多因素耦合的事件鏈和預(yù)案鏈構(gòu)造方法，建立了基于事件鏈的綜合預(yù)測預(yù)警模型。梳理了滿足平戰(zhàn)結(jié)合要求的國家應(yīng)急平臺體系關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的功能要素，研發(fā)出國家、各級地方政府、多部門、大型企業(yè)配置的應(yīng)急值守等應(yīng)用軟件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。建立了跨領(lǐng)域、跨層級、跨時(shí)間、跨地區(qū)的“應(yīng)急一張圖”協(xié)同會(huì)商系統(tǒng)，針對應(yīng)急現(xiàn)場“最后十千米”信息獲取難題研制出了現(xiàn)場立體監(jiān)測系統(tǒng)和移動(dòng)應(yīng)急平臺裝備。國家應(yīng)急平臺體系基本建成，構(gòu)建了應(yīng)急平臺標(biāo)準(zhǔn)體系框架，形成了應(yīng)急平臺系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)、信息交換與共享、空間與非空間信息融合等關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。自動(dòng)化、智能化的應(yīng)急管理體系，為建立健全統(tǒng)一指揮、功能齊全、反應(yīng)靈敏、運(yùn)轉(zhuǎn)高效的應(yīng)急機(jī)制，有效預(yù)防和妥善應(yīng)對各類災(zāi)害事故提供了先進(jìn)技術(shù)手段。

（二）面臨的問題

與國際主流水平比較，我國智慧應(yīng)急科技雖然取得了長足發(fā)展，部分技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)，但整體水平層次仍處于跟跑狀態(tài)。

自然災(zāi)害和事故災(zāi)難風(fēng)險(xiǎn)底數(shù)不清。針對這一問題，我國計(jì)劃2020—2022年組織開展全國自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)普查工作，旨在厘清孕災(zāi)致災(zāi)要素、承災(zāi)載體、歷史災(zāi)害等風(fēng)險(xiǎn)底數(shù)，全面調(diào)查和評估各地防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)的能力，客觀認(rèn)識全國和各地區(qū)的自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)水平，為智慧應(yīng)急發(fā)展提供明確參照。

數(shù)據(jù)共享程度不夠。國土測繪數(shù)據(jù)、地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)、資源勘察數(shù)據(jù)、動(dòng)植物分布數(shù)據(jù)、災(zāi)害普查數(shù)據(jù)、人口流動(dòng)數(shù)據(jù)、城市各系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、行業(yè)安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)等，分別由不同的職能部門掌握和管理，相關(guān)數(shù)據(jù)的時(shí)效性、可信性、安全性、共享性都不足，“信息孤島”現(xiàn)象未能消除。

跨領(lǐng)域、多災(zāi)種、全流程的風(fēng)險(xiǎn)分析與評估系統(tǒng)研發(fā)不足，遠(yuǎn)不能滿足未來經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對應(yīng)急管理精準(zhǔn)化水平的實(shí)際需求。面向大規(guī)模災(zāi)害的計(jì)算分析工具欠缺，特別是災(zāi)損評價(jià)的精準(zhǔn)化計(jì)算方法和工具，無法滿足智慧應(yīng)急對相關(guān)參數(shù)精準(zhǔn)度的需求。

五、我國災(zāi)害事故智慧應(yīng)急科技發(fā)展方向

（一）發(fā)展思路

災(zāi)害事故智慧應(yīng)急科技發(fā)展需適應(yīng)平安中國建設(shè)的重大需求，立足現(xiàn)況、著眼未來。堅(jiān)持統(tǒng)籌發(fā)展和安全，充分發(fā)揮科技引領(lǐng)作用，加強(qiáng)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化與綜合集成應(yīng)用，為全面提高國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化提供支撐。

探索智慧應(yīng)急科技發(fā)展路徑的著力點(diǎn)在于，圍繞災(zāi)害事故的主動(dòng)、全面、精準(zhǔn)監(jiān)測監(jiān)控，多災(zāi)種、跨尺度災(zāi)害事故的早期預(yù)警和快速有效預(yù)測，跨區(qū)域、跨層級、跨部門的科學(xué)決策、綜合協(xié)調(diào)與高效處置等科學(xué)問題，開展共性、關(guān)鍵性、顛覆性技術(shù)分析，提出智慧應(yīng)急科技發(fā)展的前瞻性、全局性戰(zhàn)略規(guī)劃。面向“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)，我國災(zāi)害事故智慧應(yīng)急科技的發(fā)展戰(zhàn)略如圖1所示。進(jìn)一步完善國家應(yīng)急管理體系，發(fā)揮科技創(chuàng)新與引領(lǐng)作用，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急管理由被動(dòng)應(yīng)對型向主動(dòng)保障型轉(zhuǎn)變。

圖1 事故災(zāi)難智慧應(yīng)急科技發(fā)展戰(zhàn)略

（二）科技發(fā)展重要方向

1.全周期、全鏈條的量化風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)與系統(tǒng)研發(fā)

圍繞災(zāi)害事故全周期和應(yīng)急管理全鏈條，探索災(zāi)害成災(zāi)機(jī)理和評估模型，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)評估的定量化、標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、綜合化。重點(diǎn)發(fā)展基于多災(zāi)種、多尺度、多物理場，系統(tǒng)化的風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)，多災(zāi)害耦合致災(zāi)過程模擬和情景構(gòu)建技術(shù)， “數(shù)據(jù)–計(jì)算–推理”融合的風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)與系統(tǒng)等。

2.多災(zāi)種耦合、多領(lǐng)域協(xié)同的監(jiān)測預(yù)測預(yù)警技術(shù)與系統(tǒng)研發(fā)

我國自然災(zāi)害多發(fā)、重發(fā)，迫切需要建立實(shí)時(shí)、多源信息融合的災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，推動(dòng)災(zāi)害演化預(yù)測技術(shù)和系統(tǒng)研發(fā)，構(gòu)建縱橫貫通、全覆蓋的復(fù)合型高效預(yù)警系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)監(jiān)測微觀化、泛在化、綜合化，預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、智能化，預(yù)警自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、精準(zhǔn)化，構(gòu)建智慧的災(zāi)害事故監(jiān)測預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)。

3.跨區(qū)域、跨層級、跨部門深度融合的應(yīng)急處置救援技術(shù)與裝備

發(fā)展遠(yuǎn)程化、可遙控、智能化的應(yīng)急現(xiàn)場處置與救援關(guān)鍵技術(shù)、快速疏散和避難技術(shù)、多維信息實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)、人員自動(dòng)搜救技術(shù)、人體損傷評估技術(shù)，開發(fā)“人–機(jī)–物”深度融合的在線應(yīng)急感知系統(tǒng)和應(yīng)急機(jī)器人等裝備；增進(jìn)協(xié)調(diào)有序化、救援自動(dòng)化和管控智能化，發(fā)展防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)技術(shù)、提升公眾自救互救能力，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急處置的智能高效。

4.一體化智慧應(yīng)急平臺建設(shè)

基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、模擬仿真、情景推演、虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)字孿生等新一代信息技術(shù)和公共安全技術(shù)，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)評估與預(yù)防、監(jiān)測預(yù)測預(yù)警、應(yīng)急處置與救援、業(yè)務(wù)持續(xù)性管理一體化的智慧應(yīng)急平臺。構(gòu)建多災(zāi)種、多類型災(zāi)害事故應(yīng)急管理的跨部門、跨區(qū)域信息共享和應(yīng)急協(xié)作聯(lián)動(dòng)機(jī)制，建設(shè)從公眾個(gè)體到建筑/建筑群、社區(qū)，再到城市/城市群、省和國家的新一代應(yīng)急平臺體系。

（三）基礎(chǔ)研究重點(diǎn)方向

1.重大災(zāi)害事故及多災(zāi)種耦合致災(zāi)機(jī)理與規(guī)律

相關(guān)基礎(chǔ)研究主要包括重大危險(xiǎn)源識別評價(jià)與監(jiān)測預(yù)警理論，復(fù)雜條件下重大災(zāi)害事故的多物理場耦合演化模式，重大災(zāi)害事故的動(dòng)力學(xué)演化規(guī)律與風(fēng)險(xiǎn)分析方法，多災(zāi)種并發(fā)和次生衍生的演變規(guī)律與致災(zāi)機(jī)理，地震、臺風(fēng)、地質(zhì)災(zāi)害等重大災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評估理論和計(jì)算分析方法。

2.多因素耦合的情景構(gòu)建與情景推演理論方法

相關(guān)基礎(chǔ)研究主要包括多類型災(zāi)害事故在自然因素、技術(shù)因素、環(huán)境因素等復(fù)雜交互作用下的結(jié)構(gòu)化和量化情景構(gòu)建方法，大數(shù)據(jù)分析、高性能計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)、AI等技術(shù)支持下的情景推演與態(tài)勢評估方法。

3.承災(zāi)載體災(zāi)變機(jī)理與韌性評估方法

相關(guān)基礎(chǔ)研究主要包括建筑/建筑群、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、城市/城市群等不同類型承災(zāi)載體的脆弱性與魯棒性分析方法，建筑/建筑群典型災(zāi)害荷載作用下的快速大規(guī)模計(jì)算分析和結(jié)構(gòu)安全綜合評價(jià)理論，隧道、地下洞群與管線等重大基礎(chǔ)設(shè)施在高應(yīng)力、爆炸等復(fù)雜工程環(huán)境下的巖土體性能演化規(guī)律、巖土體與結(jié)構(gòu)體的相互作用機(jī)制和災(zāi)變機(jī)理，不同重大基礎(chǔ)設(shè)施的安全相互依賴性和關(guān)聯(lián)效應(yīng)評價(jià)理論。

4.多粒度信息綜合集成與融合分析方法

相關(guān)基礎(chǔ)研究主要包括基于數(shù)據(jù)流閾值觸發(fā)的主動(dòng)預(yù)警方法，基于決策支持模型及專家系統(tǒng)的危機(jī)預(yù)警理論，基于大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、AI、復(fù)雜系統(tǒng)建模等技術(shù)的綜合預(yù)測、預(yù)警、分析和決策理論與方法，基于“數(shù)據(jù)–模型–知識”融合的精準(zhǔn)決策方法。

5.災(zāi)害事故輿情分析方法

相關(guān)基礎(chǔ)研究主要包括網(wǎng)絡(luò)輿情大數(shù)據(jù)快速采集和高速處理方法，輿情自動(dòng)發(fā)現(xiàn)識別與研判方法，輿論評價(jià)模型，輿論噪音辨別和虛假互聯(lián)網(wǎng)聲音過濾方法。

6.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的災(zāi)害事故案例推理方法

相關(guān)基礎(chǔ)研究主要包括災(zāi)害事故案例要素的快速采集、數(shù)字化存儲(chǔ)與分析方法，案例快速檢索與適配方法，基于應(yīng)急決策動(dòng)態(tài)需求的數(shù)字化案例推理方法，數(shù)據(jù)–模型–案例耦合推理與態(tài)勢預(yù)測方法。

7.應(yīng)急處置與救援技術(shù)及裝備理論基礎(chǔ)

相關(guān)基礎(chǔ)研究主要包括現(xiàn)場信息快速獲取及高速傳輸理論與方法，天–空–地一體化智能感知、協(xié)同、調(diào)度方法，無人機(jī)和機(jī)器人在現(xiàn)場救援和指揮中的智能化應(yīng)用方法，人與機(jī)器人共享環(huán)境主動(dòng)感知與自然交互原理，機(jī)器人群體智能原理，現(xiàn)代化智能救援裝備原理。

8.復(fù)雜災(zāi)害的大數(shù)據(jù)與大計(jì)算融合分析方法

相關(guān)基礎(chǔ)研究主要包括數(shù)據(jù)–模型混合驅(qū)動(dòng)的災(zāi)害演化大規(guī)?？焖俜治龇椒?，大規(guī)模災(zāi)變過程仿真數(shù)據(jù)與現(xiàn)場數(shù)據(jù)的多參數(shù)、多維度匹配及災(zāi)害演化過程動(dòng)態(tài)修正方法，基于大數(shù)據(jù)的突發(fā)事件感知與預(yù)警理論和方法，基于高性能計(jì)算的大規(guī)模復(fù)雜災(zāi)害事故場景快速計(jì)算方法；云計(jì)算和邊緣計(jì)算結(jié)合的人機(jī)交互式仿真建模理論與方法，物理空間–信息空間–社會(huì)空間三元融合的集成化計(jì)算理論與方法。

（四）科技研發(fā)專項(xiàng)任務(wù)

1.巨災(zāi)監(jiān)測預(yù)報(bào)技術(shù)與系統(tǒng)

大力支持地震、地質(zhì)災(zāi)害、短時(shí)強(qiáng)降水、雷暴大風(fēng)、冰雹、龍卷風(fēng)等強(qiáng)對流天氣的觀測臺網(wǎng)建設(shè)，發(fā)展基于多普勒天氣雷達(dá)數(shù)據(jù)的強(qiáng)對流天氣的監(jiān)測能力、以分鐘級觀測資料（地面自動(dòng)站、雷達(dá)等）為核心的快速四維變分同化技術(shù)。以中尺度數(shù)值模式快速循環(huán)預(yù)報(bào)產(chǎn)品與高分辨率觀測資料的融合技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建強(qiáng)對流天氣系統(tǒng)移動(dòng)（傳播）、發(fā)展、消亡的快速循環(huán)預(yù)報(bào)技術(shù)。發(fā)展強(qiáng)對流天氣在層結(jié)不穩(wěn)定、動(dòng)力不穩(wěn)定、水汽條件變化、特性層高度變化和啟動(dòng)機(jī)制不同等環(huán)境條件下特征物理量的差異與區(qū)分度統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)，構(gòu)建以高分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)模式診斷特征物理量為基礎(chǔ)的網(wǎng)格化強(qiáng)對流分類概率預(yù)報(bào)技術(shù)。

2.礦山事故風(fēng)險(xiǎn)評估與預(yù)防

研究多場耦合下礦山事故災(zāi)難演化規(guī)律及致災(zāi)機(jī)理，構(gòu)建基于定量風(fēng)險(xiǎn)評估的礦山事故災(zāi)難閉環(huán)動(dòng)態(tài)管理體系。研究基于礦山復(fù)雜環(huán)境的“人、機(jī)、環(huán)”信息泛在感知技術(shù)，提出礦山重大事故災(zāi)難大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測預(yù)警方法。研究礦山事故災(zāi)難通信定位及快速智能搜尋技術(shù)，開發(fā)地面大功率大孔徑頂驅(qū)式車載鉆機(jī)、適用于井下復(fù)雜環(huán)境和井下應(yīng)急的救援鉆機(jī)，發(fā)展災(zāi)區(qū)自動(dòng)處置技術(shù)及裝備。

3.化工及危險(xiǎn)化學(xué)品事故風(fēng)險(xiǎn)評估與預(yù)防

研究石化與?；飞a(chǎn)、儲(chǔ)存、使用、運(yùn)輸?shù)热^程實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)與裝備，發(fā)展災(zāi)害源診斷與事故預(yù)警技術(shù)與裝備、事故控制方法與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對化工與?；肥鹿蕿?zāi)害的主動(dòng)防護(hù)和控制。研究石化及?；肥鹿手聻?zāi)范圍快速檢測技術(shù)、石化及?；沸孤┪锕舶踩：υu價(jià)技術(shù)、應(yīng)急處置技術(shù)，建立綜合應(yīng)急救援體系。建立油氣管網(wǎng)及生命線工程風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與預(yù)防體系，實(shí)質(zhì)性提升管網(wǎng)本質(zhì)安全水平，全面保障供應(yīng)安全；建立油氣管網(wǎng)統(tǒng)一管理平臺，實(shí)現(xiàn)在役燃?xì)夤芫W(wǎng)數(shù)字化。

4.應(yīng)急信息快速獲取與傳輸技術(shù)和裝備

研究搶險(xiǎn)救災(zāi)、地震災(zāi)害、測繪應(yīng)用、空中動(dòng)態(tài)偵查、安全監(jiān)控、攝影航拍等多用途功能，不受海拔限制的現(xiàn)場信息快速獲取及傳輸技術(shù)，發(fā)展用于信息實(shí)時(shí)采集及傳輸、小型應(yīng)急救援物資空投、緊急情況下的信息傳輸中繼、遠(yuǎn)程指揮協(xié)調(diào)裝備，如輕型專用無人機(jī)、專用機(jī)器人等。

5.數(shù)據(jù)計(jì)算融合的災(zāi)害事故預(yù)測預(yù)警技術(shù)

結(jié)合新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集成應(yīng)用的過程中，豐富災(zāi)害事故預(yù)測預(yù)警的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源。探索構(gòu)建科學(xué)的數(shù)據(jù)計(jì)算融合方法，實(shí)現(xiàn)智能化預(yù)測和自動(dòng)化預(yù)警，形成對災(zāi)害事故的智能研判能力，進(jìn)而將智慧應(yīng)急從“物聯(lián)”推向“智聯(lián)”。研究人–機(jī)–物深度融合的預(yù)測預(yù)警技術(shù)，發(fā)展“社區(qū)–城市–城市群”跨尺度的災(zāi)害事故大規(guī)模預(yù)測技術(shù)和態(tài)勢研判系統(tǒng)、基于數(shù)字孿生的災(zāi)害事故情景推演與可視化系統(tǒng)、自然災(zāi)害與事故災(zāi)難知識圖譜等。

6.韌性城市關(guān)鍵技術(shù)與韌性保障平臺

研究多災(zāi)種（地震、臺風(fēng)、暴雨、滑坡、泥石流、火災(zāi)、爆炸、?；沸孤┑龋l件下城市韌性評估技術(shù)，構(gòu)建城市韌性分析的數(shù)據(jù)模型綜合集成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、互動(dòng)、融合的信息采集、傳遞和處理。研發(fā)構(gòu)建 “多災(zāi)種–多尺度–多系統(tǒng)”特大城市韌性影響評估系統(tǒng)，包括燃?xì)庑孤┰此菰炊ㄎ患夹g(shù)，地下空間安全評價(jià)技術(shù)，城市區(qū)域內(nèi)澇預(yù)警與防范技術(shù)，城市交通運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測預(yù)測與動(dòng)態(tài)調(diào)控技術(shù)，城市建（構(gòu)）筑物、建筑群、重要基礎(chǔ)設(shè)施安全評價(jià)技術(shù)與系統(tǒng)，構(gòu)建城市韌性綜合保障平臺。

7.自主知識產(chǎn)權(quán)軟件研發(fā)

數(shù)字化建模、計(jì)算、仿真技術(shù)作為核心技術(shù)廣泛應(yīng)用于自然災(zāi)害和事故災(zāi)難應(yīng)急管理領(lǐng)域。各類災(zāi)害事故分析都需要專業(yè)化的系統(tǒng)軟件來支撐，而在許多先進(jìn)軟件已對我國實(shí)施限售，構(gòu)成了制約智慧應(yīng)急發(fā)展的“卡脖子”問題。亟需發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智慧應(yīng)急軟件體系和軟件工程，包括地震震源分析和烈度計(jì)算軟件、重大基礎(chǔ)設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)評估與事故重現(xiàn)仿真軟件、建（構(gòu)）筑物結(jié)構(gòu)安全分析評估軟件、城市尺度災(zāi)害事故計(jì)算分析與仿真軟件、城市交通仿真與應(yīng)急疏散優(yōu)化分析軟件、氣象監(jiān)測預(yù)測預(yù)警分析軟件、復(fù)雜災(zāi)害場景應(yīng)急救援仿真軟件、應(yīng)急管理與決策指揮綜合軟件等。

六、我國災(zāi)害事故智慧應(yīng)急科技發(fā)展建議

（一）政策建議

高度重視災(zāi)害事故智慧應(yīng)急科技發(fā)展，將其作為應(yīng)急管理體系及能力現(xiàn)代化改革的中心任務(wù)，納入各級應(yīng)急管理部門工作中去。充分利用各種資源，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，做好社會(huì)發(fā)展科技成果的轉(zhuǎn)化和服務(wù)工作，共同推進(jìn)應(yīng)急管理從信息化到智慧化的更高水平邁進(jìn)。進(jìn)一步鼓勵(lì)應(yīng)急管理領(lǐng)域的前瞻性、基礎(chǔ)性、原創(chuàng)性科學(xué)研究，合理加大公共財(cái)政對應(yīng)急管理信息技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用的投入，同時(shí)引導(dǎo)地方和行業(yè)的增量科技投入，逐步構(gòu)建多元投入、多學(xué)科支持智慧應(yīng)急發(fā)展的新格局。

在信息技術(shù)與應(yīng)急管理交叉領(lǐng)域，建立國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家工程技術(shù)研究中心等科技支撐機(jī)構(gòu)，建設(shè)一批代表國家水平、瞄準(zhǔn)世界一流的研究基地。例如，在實(shí)驗(yàn)室中數(shù)字化、可視化再現(xiàn)災(zāi)害事故耦合作用，再現(xiàn)承災(zāi)載體破壞導(dǎo)致次生衍生事件及事件鏈過程的大型試驗(yàn)基地；智慧應(yīng)急裝備、信息系統(tǒng)等產(chǎn)品的檢測認(rèn)證中心；對自然災(zāi)害和事故災(zāi)難的發(fā)生、發(fā)展及應(yīng)對處置全過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬仿真、情景構(gòu)建推演、態(tài)勢研判、優(yōu)化決策、指揮跟蹤的專題數(shù)據(jù)庫、先進(jìn)顯示系統(tǒng)、綜合分析平臺等。

探索建立跨部門的組織機(jī)制，覆蓋科學(xué)合理的頂層設(shè)計(jì)、網(wǎng)格聯(lián)動(dòng)的基層合作，優(yōu)化組織過程、深化數(shù)據(jù)共享、打破部門壁壘，有效銜接不同時(shí)間尺度、實(shí)體虛擬空間的各類規(guī)劃，體現(xiàn)技術(shù)突破的層次性和系統(tǒng)性。充分發(fā)揮政府應(yīng)急管理部門的主導(dǎo)作用、市場對科技資源配置的基礎(chǔ)性作用、企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新中的主體作用、國家科研機(jī)構(gòu)的骨干和引領(lǐng)作用、高等院校的生力軍作用、科技中介機(jī)構(gòu)的催化服務(wù)作用，加強(qiáng)資源整合、集成共享與高效利用，逐步建立“政產(chǎn)學(xué)研用”相結(jié)合的應(yīng)急管理工程科技協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制。

積極引進(jìn)國際先進(jìn)技術(shù)和發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，按照“走出去、請進(jìn)來”的國際科技合作理念，加強(qiáng)與國外相關(guān)領(lǐng)域的高水平科技交流合作；及時(shí)跟蹤掌握全球智慧應(yīng)急工程科技及裝備發(fā)展趨勢，努力實(shí)現(xiàn)我國智慧應(yīng)急科技與世界先進(jìn)水平同步發(fā)展。

（二）理論體系研究建議

一是構(gòu)建新型風(fēng)險(xiǎn)理論體系。以科技創(chuàng)新、重大公共安全需求為雙效驅(qū)動(dòng)，以“一帶一路”倡議的實(shí)施為契機(jī)，著力構(gòu)筑多層次、可持續(xù)、不斷創(chuàng)新的風(fēng)險(xiǎn)管理體系。加大對常規(guī)和未知風(fēng)險(xiǎn)的識別與評估力度，重點(diǎn)把握事前、事中防控，實(shí)現(xiàn)公共安全由被動(dòng)應(yīng)急向主動(dòng)防控的轉(zhuǎn)變。開展監(jiān)測預(yù)警新模式開發(fā)、預(yù)警應(yīng)急聯(lián)動(dòng)技術(shù)及裝備研發(fā)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測預(yù)測預(yù)警向主動(dòng)感知、主動(dòng)預(yù)防和預(yù)警應(yīng)急聯(lián)動(dòng)發(fā)展?；谥袊窃欤I(lǐng)應(yīng)急平臺和應(yīng)急裝備向智能化發(fā)展，全面支撐新時(shí)代的智慧應(yīng)急。

二是建設(shè)全方位、立體化的公共安全網(wǎng)。實(shí)現(xiàn)縱向從國家到省、市、社區(qū)、公眾，橫向關(guān)聯(lián)自然災(zāi)害、事故災(zāi)難、公共衛(wèi)生事件、社會(huì)安全事件等各類突發(fā)事件，技術(shù)體系覆蓋風(fēng)險(xiǎn)評估與預(yù)防、監(jiān)測預(yù)測預(yù)警、應(yīng)急處置與救援、公共安全綜合保障各關(guān)鍵環(huán)節(jié)的全方位立體化的公共安全保障；推進(jìn)重要節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)互通，突破支撐平安中國建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新和關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)瓶頸，為更高水平的平安中國建設(shè)打牢科技基礎(chǔ)。