物联网技术在城市应急管理的应用与实践

随着经济社会的快速发展，城市公共安全风险和隐患逐步增多，城市应急指挥技术支撑系统呈现出一些薄弱环节，主要体现在：城市运行监测信息获取、公共安全风险和隐患监测、突发事件预测预警的技术手段需要进一步加强，资源整合、信息共享的力度需要进一步强化，智能分析、辅助决策水平需要进一步提高。迫切需要运用新的技术手段，有效提升现有的城市应急指挥技术支撑系统，加强系统的实时感知、信息共享和智能分析，提高城市安全运行动态监控、智能研判以及突发事件现场感知和快速反应能力，提升城市应急管理的辅助决策水平。

物联网作为继计算机、互联网之后，世界信息化发展的第三次浪潮，已成为国家科技发展战略的重要组成部分，是未来战略性新兴产业的主导力量之一。物联网是指通过信息传感设备（包括射频识别、红外感应、卫星定位、激光扫描和视频监控等），按照约定的协议，把物品与网络连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，可以应用在城市应急管理信息的采集、传输、分析和应用等环节，在城市应急管理领域具有良好的发展前景。

北京市委、市政府高度重视物联网产业发展和应用建设，提出要发展物联网产业，优先应用于城市安全运行和应急管理，进一步提升政府管理和服务水平，为此制定了《北京市城市安全运行和应急管理领域物联网应用建设总体方案》，根据应急管理体系和应急指挥技术支撑系统现状，结合数据实时获取、预测预警、智能研判、信息共享、应急联动和辅助决策等需求，提出北京市安全运行和应急管理领域物联网应用“1+1+N”的总体框架，即：一个市应急指挥平台、一个市物联网应用支撑平台、多个由部门和区县建设的物联网应用管理系统和平台，规范物联网应用建设，实现城市日常管理与应急管理的有机结合。其中，北京市应急指挥平台作为全市城市安全运行和应急管理的综合指挥平台，接入城市安全运行和应急管理物联网信息，进行汇总和综合展示，为领导全面掌控城市安全运行和应急管理情况提供服务，为开展科学决策提供辅助支撑；物联网应用支撑平台是北京市应急指挥平台获取各单位物联网信息的总渠道，也是城市安全运行和应急管理部门开展信息共享交换的总枢纽，实现各类物联网信息的规范接入、有效整合，支撑跨部门、跨区域的资源共享；各部门、各区县建设物联网应用管理系统和平台，应用物联网技术，通过各类感知设备，实时获取物联网管理对象的感知信息，进行实时化、精细化、智能化管理。

一、物联网技术在应急管理中的应用

2011年3月，《北京市人民政府办公厅关于印发北京市城市安全运行和应急管理领域物联网应用建设总体方案的通知》（京政办发【2011】14号），正式开始建设城市安全运行和应急管理领域的物联网应用示范工程，包括城市安全运行和应急管理物联网应用辅助决策系统工程、物联网应用支撑平台工程、春节期间烟花爆竹综合管理物联网应用示范工程、“城市生命线”实时监测物联网应用示范工程、安全生产物联网应用示范工程、“政治中心区”综合管理物联网应用示范工程、轨道交通安全防范物联网应用示范工程、极端天气条件下保持道路交通畅通物联网应用示范工程、城市运行保障和应急抢险车辆卫星定位管理物联网应用示范工程、区县和社区综合监管物联网应用示范工程等。

通过上述示范工程建设，完善应急指挥平台，针对应急管理重点领域开展物联网技术应用，进一步提高监测管理水平和应急处置能力，为深化物联网技术应用、创新管理模式奠定基础，实现城市安全运行和应急管理物联网信息的接入、汇总和综合展示，为全面掌控城市安全运行和应急管理情况提供服务，为开展科学决策提供辅助支撑。

北京东方正通科技有限公司是北京市政府参与投资的物联网应急领域高科技企业，在2012年中标承担“北京市城市安全运行和应急管理领域的物联网应用示范工程”的安全生产物联网应用示范工程、轨道交通安全防范物联网应用示范工程。

“安全生产物联网应用示范工程”在高危行业和领域开展示范建设应用，实时监测重大危险源和其他高风险场所、装置的各类实时监测信息，进行综合加工并开展智能分析，建立生产安全事故风险源动态监控系统，提高安全监管部门和相关单位的安全生产日常监管、风险管理、预测预警和应急处置能力，有效降低安全生产事故率。在支撑安全监管业务的同时，通过市物联网应用支撑平台，以系统接入和数据共享的方式接入市应急指挥平台，为市领导和相关单位提供信息服务，并为市领导掌控本市安全生产总体情况提供服务。

具体做法是，在煤矿加装气体浓度、定位、压力等传感器和数字摄像头，实时监控井下环境参数、人员位置和设备运行状态信息，进行窒息、机械伤害和冒顶等事故的预测预警。在金属非金属矿山和尾矿库加装位移、水位等传感器和数字摄像头，实时监控环境状态参数和关键设备工作参数，进行边坡坍塌、透水、冒顶等事故的预测预警。在危险化学品生产企业、加油站和油库等单位内部及周边加装液位、气体浓度和温湿度等传感器和数字摄像头，实时监控危险源状态参数和风险点图像信息，进行爆炸、气体扩散等事故的预测预警。在冶金、建材、食品等重点工业企业重要生产装置及周边加装气体浓度、温度等传感器，监测生产运行参数和环境状态参数，进行爆炸、气体扩散等事故的预测预警。在支撑安全监管业务的同时，通过市物联网应用支撑平台，以系统接入和数据共享的方式接入市应急指挥平台，为市政府和相关单位提供信息服务。

“轨道交通安全防范物联网应用示范工程”重点针对轨道交通运行中的大客流冲击、极端天气和治安防范等事件开展，建设物联网监测系统，接入各类感知信息，开发轨道交通安全保障综合分析系统，及时掌握部分地铁车站的站前广场、主要地下换乘站和重点区域车站的实时信息，加强与地面交通和公众的信息互动，为相关部门及时准确掌握本市轨道交通运行情况提供服务，提高地面交通与轨道交通的协调联动水平，降低大客流冲击造成的影响，增强突发事件的应对能力。并通过市物联网应用支撑平台，以系统接入和数据共享的方式接入市应急指挥平台。

具体做法是，在试点的轨道交通大客流冲击严重的车站、重点换乘通道和换乘站，增设数字摄像头，智能监控人流密度、人流量和人员非法越界等异常行为，并实现智能分析与预测预警功能。在试点站增设核辐射、烟气、温度等传感器，获取烟气、温度、有毒有害气体、核辐射等感知信息，对危险品违法携带等行为进行智能识别和分析，并开发治安防控预警系统。在重点车站安装可变情报板等设备，及时向公众轨道交通运营状况信息。

通过上述示范工程建设，针对应急管理重点领域开展物联网技术应用，完善了应急指挥平台，进一步提高了监测管理水平和应急处置能力，为深化物联网技术应用、创新管理模式奠定了基础。

二、物联网技术在应用示范工程中的特点与创新

在物联网应用示范工程的设计和建设中，充分体现了物联网的技术特点，采用灵活的平台架构，实现海量物联网数据接入能力，实现各类用户数据共享。利用实时数据处理技术，实现监测数据的自动实时采集汇聚，通过前端感知设备和高效的实时数据库，实现各类传感监测数据、视频数据的自动采集、汇聚。借助多种智能化分析工具实现监测数据的多维度分析与动态展现，物联数据的多时态、多维度的动态展现。为应急管理提供全面、准确、及时的数据分析和展现。利用专业分析模型实现预测预警和后果评估，提供以智能化监测预警为核心的预警调度应用，为安全生产监管和轨道交通安全防范提供智能化分析手段。

物联网应用示范工程实现了物联网数据在应急领域的应用创新，将物联网技术与应急管理业务相结合，在监测预警、应急准备、应急管理、事故调查等各个应急管理环节，实现了物联网数据与业务流程关联应用，解决了以前无法解决的问题，为管理部门提供了实时、先进、直观的技术手段。例如，在安全生产管理方面，通过示范工程建设，预警系统可以根据采集气象信息，当预计出现大风、暴雨、雷电天气时，自动向高空作业等特种作业人员发出预警信息，提示停止作业。将来特种作业人员配置定位侦测系统后，可以对特种作业人员的位置和状态进行自动检测，发现仍在作业的人员，向管理部门做出提示。在轨道交通监测管理方面，通过示范工程建设，对地铁的大客流监测从以往人工经验推断，升级到精准判断、智能预警。通过分布在地铁出入口、站台、换乘通道的客流感知设备和视频图像智能分析系统，实现客流密度实时监测，结合专业客流分析模型，可以提前15分钟测算出会出现大客流的车站，并向管理部门做出预警提示。

三、物联网技术前景展望

作为沟通客观物理世界和主观感知世界的载体与桥梁，物联网最大的优势在于，通过广泛分布的传感监测系统，以更直接、更精确的方式对环境信息进行全面监测，进而实现对复杂环境或复杂事件的精确感知。在应急平台中，构建基于物联网的信息采集、分析和预警系统，一方面可以实现对突发灾难性环境（如环境污染、危化品安全、地铁、广场等人群密集区域的火险及地震等灾难事件）的精确监测；另一方面，可利用网络中具有定位和通信模块的多模移动信息采集终端，提供设备和救援人员的实时定位跟踪；结合电子地图，将现场动态信息与应急平台综合数据库和模型库的各类信息融合，依据事件专业分析模型，形成较为完备的事件态势图，对突发性公共安全事件的蔓延方向、蔓延速率、危险区域、发展趋势等进行动态预测，进而为辅助决策提供科学依据。

伴随着物联网的广泛应用，应急平台连接的设备单元和子系统的数量会越来越大，各子系统之间或者单元之间的交互作用非常复杂，而且还有人与机、机与机、人与人的联系，充分地体现了开放的复杂巨系统的概念。因此，针对此类复杂巨系统的设计和建设，应该遵循系统工程理论，以辩证唯物主义为指导，立足于对现代科学技术体系的整体把握，使用以信息技术为核心的高新技术，通过从定性到定量综合集成研讨厅体系的组织形式，集信息与知识、理论与经验、定性知识与定量知识、人脑智能与电脑智能之大成，获得解决复杂问题所需的方法。

与物联网技术相结合的城市应急管理平台系统发展空间巨大，应用前景广阔。应急平台对多部门联动、应急现场信息共享、应急现场环境感知的需求日增加强，物联网的技术特点恰好能与这些需求相吻合，基于物联网技术的应急平台将从示范工程阶段迅速进入实际应用，应提高城市应急管理平台保障公共安全和处置突发公共事件的能力，最大程度地预防和减少突发公共事件及其造成的损失。