杨洋：战“疫”之后“新基建” | 应急管理全域感知，​网络助力城市级生命线工程建设

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战“疫”之后“新基建”∣应急管理全域感知

网络助力城市级生命线工程建设

作者：杨 洋

国际应急安全产业联盟智库专家，高级工程师，

摘  要

新型冠状病毒感染肺炎疫情蔓延以来，中国举国上下开展了一场史无前例的疫情阻击战。这次新冠肺炎疫情，是新中国成立以来在我国发生的传播速度最快、感染范围最广、防控难度最大的一次重大突发公共卫生事件。对我们来说，这是一次危机，也是一次大考。这场大考，充分彰显了中国共产党领导和中国特色社会主义制度的显著优势，同时也暴露出我国公共卫生领域法治建设、应急管理方面的一些问题和不足。本文以某副省级城市应急管理信息化感知网络建设为背景，对感知网络系统的拓扑设计、数据采集、关键技术进行了分析研究。我们希望通过此次疫情的思考，总结经验教训，为进一步提升应急管理信息化水平，建设覆盖安全生产、自然灾害、城市安全、应急现场的应急管理全域感知网络，助力城市级生命线工程建设提供参考。 

关键词

新冠病毒肺炎疫情，应急管理信息化，全域感知网络，城市级生命线

一、引言

2020年，农历春节前，湖北省武汉市新冠肺炎疫情爆发，并迅速蔓延，波及全国大范围地区。中央和地方各级政府高度重视，立即打响了针对此次疫情的防控战，社会各界积极响应，攻克时艰。在这场抗击新冠肺炎疫情的战斗中，广大医务工作者义无反顾、日夜奋战，广大公安民警、疾控人员、社区工作人员坚守岗位、日夜值守，广大党员、干部冲锋在前、顽强拼搏，广大人民群众众志成城、守望相助，为疫情防控作出了重大贡献。目前国内疫情防控形势正积极向好的态势拓展，我国也对其他疫情国家进行了援助，展现负责任大国形象。

我国应对重大突发事件的制度优势主要表现在应急响应行动中，但在预防和准备中彰显不够。应急管理的最高境界是将风险尽可能消灭在萌芽之际、成灾之前，将损失降到最低。为做好应对各种事故灾难、自然灾害、城市风险的准备工作，需要通过建设全域覆盖的感知网络来提高应急管理的监测预警能力，强化安全风险源头治理，这是疫情结束后全面推进地方应急管理信息化，建设城市级生命线工程的当务之急。

二、地方感知网络系统拓扑设计

地方感知网络建设主要包括物联感知、航空感知和视频感知，并充分利用应急管理部卫星感知数据、全民感知数据、地震感知数据和防汛抗旱基础数据等信息，实现对安全生产（重点监测危化、烟花爆竹、工矿商贸企业）、自然灾害（重点监测森林火灾、地质灾害、旱涝灾害）、城市安全领域（重点监测城市大型公用设施、地下管廊、人员密集场所、大型商业综合体和重点消防单位的水电气暖、消防安全和建筑运行安全）和应急处置现场（安全生产事故、建筑火灾、森林火灾、地质灾害、旱涝灾害等各类应急救援救灾现场）的实时感知。地方感知网络系统拓扑图如下：

图 1  地方感知网络系统拓扑图

三、地方感知网络数据采集体系设计

根据国家相关规范和应急管理部地方建设任务书要求，地方感知网络建设以物联感知、航空感知、视频感知和应急感知建设为主，重点建设安全生产、自然灾害、城市安全领域和应急处置现场的感知网络，构建全域覆盖应急管理感知数据采集体系，为应急管理大数据分析应用提供数据来源，并利用AI技术，准确抓取数据报点，生成利于监测预警救援预案文案，供决策支持[1]。

（一）安全生产领域感知网络数据采集。

构建和完善全面覆盖全市高危行业领域企业的安全生产感知网络，采集各类风险隐患感知数据，建设数据采集系统，未来将所有本市高危行业企业采集到的风险隐患感知数据，通过专线/互联网VPN等汇集至市级节点，为建设危险化学品监测预警系统、安全生产风险监测预警系统等应用提供数据支撑，并最终汇聚于应急管理部大数据中心。重点采集汇聚包括危险化学品重大危险源、烟花爆竹生产企业和工矿商贸企业风险区的感知数据。

一是危险化学品重大危险源感知数据采集。主要包括中央控制室视频，储罐区的压力、液位、温度、可燃气体浓度、有毒气体浓度、罐区内视频，以及库区的可燃气体浓度、有毒气体浓度、安全用电、仓库监控视频等感知数据。感知数据采集内容应符合《危险化学品重大危险源存储单元（储罐区和库区）感知数据接入规范（试行）》要求[2]。

二是烟花爆竹感知数据采集。主要包括生产、存储环节的重要风险数据，包括温度、湿度、侵入行为、人数、连续工作时限、设备运行状况、安全用电、视频监控等数据。感知数据采集内容应符合《烟花爆竹生产存储感知数据接入规范（试行）》要求[3]。三是工矿商贸感知数据采集。主要包括生产、存储环节的重要风险数据，包括侵入行为、人数、连续工作时限、设备运行状况、安全用电、视频监控等数据。感知数据采集内容应符合相关行业规范要求。

（二）自然灾害领域感知网络数据采集。

根据省市自然灾害特点建设感知网络，实现全市自然灾害隐患区域的全方位、立体化、无盲区动态监测。主要包括森林火险火情、地质灾害、旱涝灾害、地震和气象等自然灾害数据的采集汇聚，为自然灾害综合监测预警系统提供数据源。

一是森林火灾感知数据采集。对原已建成的森林火灾监测及防火管理相关信息系统实施对接；对尚未覆盖到的森林火险火情感知数据进行建设。主要包括卫星遥感火情感知数据、航空火情感知数据、地面火情感知数据，气象数据、含水率数据等森林火险感知信息，雷电监测站状态感知数据、雷电监测站原始感知数据、雷电监测网成果感知数据等。

二是地质灾害感知数据采集。加强与自然资源部门相关系统对接，先期接入本市地质灾害综合信息以及地质灾害预警预报系统的监测数据和预警数据，并及时加强与自然资源部门的协调沟通，不断完善地质灾害感知网络系统建设。包括位移、沉降、含水量、水位、水量、水温、雨量、泥位、地声、岩土压力、视频、地质灾害预警数据、地质灾害预警反馈数据（速报数据），以及地质灾害动态巡查监测数据等感知数据。

三是旱涝灾害感知数据采集。可通过向上级应急管理部门申请共享防汛抗旱基础感知数据，同时可根据工作需要，通过与本市防汛抗旱指挥业务系统对接，汇聚防汛抗旱气象数据、水利工程数据、水文数据、防汛抗旱工情险情、汛期山洪、城市内涝等6个分类以及相关视频信息等感知数据。

四是地震感知数据采集。主要通过向上级应急管理部门申请共享地震感知数据，支撑全市应急管理工作。

五是气象灾害感知数据采集。通过与市气象局系统对接，接入汇集数据产品、预报产品、预警产品和服务产品四类气象感知数据。

（三）城市运行安全领域感知网络数据采集。

需要与公安、交通、消防、住建、发改（电力、能源）、城管（市政）等相关部门建立数据共享和信息共享机制，推进全域感知网络的覆盖，加快城市级生命线工程建设。按照统一的技术标准建设全面覆盖城市大型建筑、大型公用设施、地下管网及综合管廊、公共空间、轨道交通、消防重点单位、重大活动保障等的感知网络，并实现感知数据接入城市生命线安全运行管理中心系统平台，为城市安全隐患的深入发掘、异常情况的及时预警、处置过程的全程监控和灾后情况的全面评估提供精确、及时和有效的感知数据。

一是大型建筑感知数据采集。包括桥梁、隧道、大型体育场馆、大型综合体、会展中心、超高层建筑等大型建筑的沉降、变形、位移，火灾自动报警、电气火灾监测、防火门监测、消防电源状态监测、可燃气体探测、消防设施联动，消防设施水位、水压、流量、温度，消防巡检与维保等感知数据。

二是大型公用设施感知数据采集。包括交通枢纽（客运站）、学校、医院、人员密集场所等重点区域，特种设备（塔吊、电梯等），引水渠、城市地下饮用水源站、供水厂和污水处理厂，能源站、变电站、充电站、供热站，燃气门站及中高压调压站、储气输气调配站等公用设施的消防设施运行、特种设备运行、水源地水质、燃气泄漏、输气管网压力、故障电弧监测等参数。

三是地下管网及综合管廊感知数据采集。包括燃气管网及地下相邻空间燃气浓度、供水管网泄漏、排水（污水）管网气体监测（甲烷、硫化氢、沼气等）、电力管沟烟雾和火焰监测等信息。

四是公共空间感知数据采集。包括应急避难场所（公园、广场）、街道等公共空间部署的公共安全视频监控终端的视频采集数据，建设视频一张图，实现对公共空间和重点场所的全方位、无死角监控，支撑立体化社会治安防控体系建设。

五是城市轨道交通感知数据采集。针对城市轨道交通耦合风险大、运营安全压力突出和社会安全覆盖范围广等问题，接入利用卫星遥感观测、视频、BIM模型、RFID射频识别技术、结构和火灾传感装置等手段获取的感知数据，实现对轨道交通建设与运营全生命周期的安全监测。

六是重大活动保障感知数据采集。包括重大活动安保区域范围内人员流动信息、危险对象信息、环境信息等，打造重大活动立体化安全防范和应急处置感知体系。

七是消防重点单位感知数据采集。利用视频、BIM模型、RFID射频识别技术、三维斜影GIS等物联感知手段，采集视频、消防设施动态监测（自喷系统、消火栓给水系统、防排烟系统、防火门监控系统、应急照明系统、应急广播系统、应急疏散指示系统、火灾自动报警系统、电气火灾监控系统、消防电源状态监控系统、消防设施联动系统等）、城市高点火情监测、重点单位人员巡查巡检与消防设施维护保养等信息，对全市消防重点单位进行日常监控，实现事前可视化监控、火灾及时报警响应、救援全流程监测以及信息辅助决策评估的消防防范救援体系。

（四）应急处置现场感知网络数据采集。

针对自然灾害、安全生产事故和城市安全应急处置中现场态势及事件发生发展趋势、协调联动科学处置的应用需求，依托应急通信网络、公共通信网络和低功耗广域网，通过事发地周边的感知设备和移动感知设备等建立应急处置现场感知网络，实时监测汇集现场感知数据，实现灾害现场看得见、看得准、听得见、听得清，为灾害事故应急处置现场指挥调度、分析研判、辅助决策等应急工作开展提供数据支撑。应急处置现场感知网络数据还应包含施救人员和被救人员的生命体征在线监测和救援装备的感知监测。

四、应急管理全域感知网络建设的关键技术

应急管理全域感知网络的感知层建设通过采用BIM模型等物联感知技术，航空摄影、电磁测量、微波探测等航空感知技术，目标检测、模式识别、机器视觉等视频感知技术，实时获取前端感知数据；感知网络的传输层建设通过利用5G等各类无线、有线传输技术，为数据支撑层和应用层提供感知数据。在感知网采集的海量数据基础上，我们充分借助新一代人工智能技术，力求在火险监测、异常行为识别、智能应急处置等方面取得突破，全面提升对各类灾害事故的监测预警和智能预处能力，加强基层救援和执法队伍的移动化、智能化装备配备，提高基层单位和现场作业的智能化水平。

（一）生产安全领域感知网络的关键技术。

依据全市危险化学品和工贸行业风险评估及双重预防机制研究成果，依托丰富安全生产监测预警技术支撑科研院所，在企业内广泛推广重点工艺、重点环节、重点岗位的安全感知网络建设，并按照危险化学品“一企一案”体系建设任务，整合危险化学品企业安全管理及预警监测“SCADA过程控制系统”并接入综合监管平台，融合企业安全检查（SCL）、工作危害分析（JHA）、故障类型和影响分析（FMEA）、危险和可操作性分析（HAZOP）等算法应用，为企业保障安全生产提供助力。

（二）自然灾害防治领域感知网络的关键技术。

整合、转录现有自然灾害防治预警监测系统。推广应用远程森林防火监控系统，通过可见光和红外热感，可对将林区视频及高温报警信息进行实时感知传输，同时在森林防火方面配备有多旋翼型无人机系统，可实现火场侦查，周边水源查找，过火面积估算等功能。推广三维闪电监测技术，整合现有或新开发相应系统平台并作为综合监管平台监测预警系统的一个重要组成部分，通过三维闪电监测网探测雷电频闪次数并进行数据运算分析，做好雷电诱发林火的研判和相应预防工作。

（三）城市运行安全领域感知网络的关键技术。

依托星载InSAR技术（能满足全天时全天候，受天气影响小，而且测量范围广、精度高，可实现历史形变信息回溯），对城市典型建构筑物进行地表形变监测，对辨识出的明显形变异常现象及时向主管部门发出风险提示预警函。同时借助3D-GIS、BIM、物联网等信息化技术，整合现有工程技术招标和全生命周期监管信息化数据，将参建单位主体责任落实到人，把建设工程质量安全标准化管理落实到过程，实现重大危险源监测预警智能化，全面提升建设工程质量安全管理水平。

五、结论与展望

本文以某副省级城市应急管理信息化感知网络建设为背景，对感知网络系统的拓扑设计、数据采集、关键技术进行了思考并提出了应对之策。常态下，属地政府可组织推进本辖区监测监控系统建设，采集风险隐患感知数据，数据接入市级节点；非常态下，需建立灾害事故现场信息动态监测机制，属地政府可按照统一标准进行前端部署，将感知数据汇聚至市级应急管理数据资源池，为多维度的应急管理风险大数据分析提供数据来源。

疫情就是命令，防控就是责任。立足当下，科学精准打赢疫情防控阻击战是我们面临的首要任务；放眼长远，进一步提升应急管理信息化水平，推进全域感知网络的覆盖，加快城市级生命线工程建设更是一项迫在眉睫的重要任务。总结此次疫情防控暴露出来的短板和不足，应急管理全域感知网络应在线采集本地区社区、交通枢纽、重点企业、酒店宾馆、医院、学校、办公楼、商场、市场等人员密集场所的疫情数据，通过网格化管理，微调度平台，一旦出现情况能够快速预警、分析研判和应急处置。疫情之后，围绕城市安全监测、行业领域安全监测、自然灾害监测、区域风险隐患监测、应急救援现场实时动态监测等应用需求，基于智能传感、射频识别、视频图像、激光雷达、航空遥感等感知技术，依托天地一体化应急通信网络、公共通信网络和低功耗广域网，构建应急管理全域感知网络，助力城市级生命线工程建设则是我们应急管理部门需要加快推进的一项重要工作。

2020年3月18日

参考文献

[1]《应急管理信息化2019年第一批地方建设任务书》任务书1：感知网络地方建设任务书．北京：应急管理部，2019．

[2]危险化学品重大危险源存储单元（储罐区和库区）感知数据接入规范（试行）．

[3]烟花爆竹生产存储感知数据接入规范（试行）．

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