驱动高科技成果在应急管理领域深度集成应用

2024-06-06 来源:中国社会科学网-中国社会科学报

微信公众号

分享
链接已复制

  习近平总书记在参加十四届全国人大二次会议江苏代表团审议时强调,要抓好安全生产,进一步做好安全隐患排查,强化预警监测,落实应急措施,保障人民群众生命财产安全。江苏省工业领域风险基数较大,安全生产防控压力大,气象灾害、地质灾害等多灾并发特征日益突出,在传统的应急管理体制中还存在诸多痛点,亟需运用高等院校、科研院所、企业等高科技成果集成运用于应急管理领域,助力江苏应急管理体系和能力现代化建设。

  一、江苏应急管理痛点分析

  安全生产的风险管控形势严峻。一是化学工业生产的安全过程技术变革有待深化。目前,江苏化工构建一体化生产平台仍面临极端苛刻工况条件下的过程应对手段缺乏、多因素耦合作用下反应失控、反应放大规律认知不清等技术问题。二是地下空间生产的安全风险技术评估有待完善。江苏城市化扩张放缓、地下空间精细化建设成为主要发展方向,然而江苏部分城市所面临的区域地壳不稳定、地质灾害、水资源供给安全等风险因素,都会直接造成地下空间生产的地面沉降,且无法有效评估地下空间建设使用全周期所引发的安全风险扰动程度。三是粉尘涉爆生产的安全防爆技术系统有待改良。近期案例显示,企业在粉尘防爆过程中,关于工艺系统内外点火源的预防和工艺系统内单个设备的防传播保护多存在疏忽因素,并且对于粉尘爆炸次生危害的应急能力较差,无法防止爆炸所引起的火灾危害、压力波危害和烟雾污染等。

  自然灾害精准监测预警仍有困难。一是监测预警精确度有待提升。目前江苏针对气象的预测方法计算量较大,反应周期短,准确率只有70%—80%。江苏气象预报总体呈现出预测精确度低、时效性差的特点。二是灾害预警集成度不够。江苏不同地区与不同级别机构间对于自然灾害监测和预警工作执行情况不一,预警工作的开展率普遍较低。三是预警信息“最后一公里”落地难。江苏省各类资源分配与社会建设仍存在“重城市,轻农村”的现象,江苏北部与农村地区仍存在救灾能力不足与预警信息传播不及时、不到位的问题;同时各地基层一线报灾员普遍存在身兼数职的现象,防灾减灾救灾能力提升慢。

  现场处置方案仍存弱点。一是智慧化指挥调度能力不足。江苏在面对防汛抢险、事故救援环境复杂、影响因素多的突发灾害事故时,应急部门救援协调、智慧化指挥调度等方面仍存难点,数字化应急预案体系仍需进一步完善。二是大数据应用相对欠缺。江苏省在应急救援领域的数据分析和挖掘能力仍有待提升,大多数分析仍停留在基础层面,缺乏对深层次信息和规律的挖掘。同时,大数据智能化成果应用场景较为单一,目前江苏省大数据成果应用仅局限于中控室离岗等简单的视频智能分析应用,缺少复杂条件下的大数据智能分析。三是高阶人机交互智慧化不足。对标浙江省在隧道抢险、深井救助、森林火灾等紧急救援领域应用的机器狗、灭火机器人等无人装备,江苏“人机一体化”、无人化救援装备水平还有提高空间。

  二、面向应急管理痛点的高科技成果分析

  本质安全高科技成果。本质安全管理正是通过优化资源配置,提高安全生产完整性,来使各种危害因素在生产过程、风险评估以及灾害预防等方面始终处于受控稳定状态。江苏省化工本质安全研究院所研究的化工本质安全技术,可通过设备全生命周期机理监控、结构强化萃取微通道、临氧裂解工业净化装置等成果,来实现化工生产灾变中“反应失控—气相燃爆—安全泄放”全过程事故把控;南京地质调查中心所研究的地下空间本质安全评估技术,可通过三维地质建模,来评估地下空间中复杂地质的风险属性,如地质体的空间结构、软硬差异、上下伏土体地质等,有效指导企业地下生产的统筹布局,提升地下基础设施对地质风险的防御能力;苏州普绿法环保科技有限公司所研发的基于本质安全技术的粉尘防爆系统,通过湿法除尘净化改变粉尘爆炸特性、安装氢气浓度监测装置、智能监测设定报警联锁、接入防爆监控服务平台等,实现粉尘涉爆生产全过程灾害预防。

  自然灾害监测预警高科技成果。近年来江苏省广泛利用人工智能视频图像、北斗导航定位卫星、气象和防灾减灾卫星观测、雷达遥感、地理信息系统(GIS)等高新科技手段,不断提升风险监测技术水平。当下在气象预测预警方面,5G网络切片技术作为一种网络资源配置的解决方案,其带宽和数据传输速率更大、传输延迟较低、网络容量更大、广泛连接物联网,能够为不同类型的气象灾害预警信息提供个性化服务;在城市暴雨洪涝灾害预测方面,要充分利用洪水预报技术预判风险、规避风险,实现减少人员伤亡、遏制经济损失的目的,应推进“天空地”一体化监测,以流域为单元,形成由气象卫星和测雨雷达、雨量站、水文站组成的雨水情立体化监测预报体系,进一步延长雨水情预见期、提高精准度;在地质灾害监测方面,可以采用遥感测绘技术,特别是通过高分辨率的卫星传感器,可以捕获大范围的实时地表信息。这种技术在无法到达或难以到达的地方,例如江苏高山、沼泽或偏远农村地区,具有显著的应用优势。

  应急救援数字化战场高科技成果。应急救援数字化战场体系是综合运用无线通信、卫星通信、融合通信、物联感知、仿真推演、边缘计算等新技术,构建的以智能化指挥调度系统为核心、应急战术互联网为骨干、应急物联感知网为神经的体系。在应急救援过程中,事故灾害大尺度模拟与仿真技术有助于解决复杂大系统问题及安全隐患,如VR、AR、3D建模和仿真技术以及动态模拟技术创建模拟场景,优化救援方案,提高救援效率。在面对大数据分析与挖掘时,目前已有Hadoop、Spark等分布式计算技术可以大大提高数据分析和挖掘的效率和性能。新型无人机、机器人等智能装备在消防救灾中发挥着不可或缺的作用,如中科院研发的“撼地者”救援机器人具有进入火场、涉水、推动重物和进行精细操作等能力,还可以在浓烟等复杂环境中自主避开障碍物,进行灾情处置和生命营救。

  三、提升高科技成果在江苏应急管理领域深度集成应用能力的建议

  加快推动本质安全高科技成果普适推广。一是推进面向本质安全高科技成果的科技平台建设。省应急管理厅应大力联合企业生产单位,共建互联网+本质安全生产重点研究实验室,加强本质安全与应急管理的技术装备研发,共建共享技术成果研发与技术培训服务的科研培训平台,对标南通市召开的化工和危险化学品企业“5G+智慧工厂”建设交流会,以试点成果引导企业加快运用本质安全新工艺。二是落实面向本质安全高科技成果的技能实训体系。由江苏省本质安全相关研究部门主力牵头,高校名企协同,设立大学生教学科研实践实训基地,共建共享本质安全技能实训一体化装备;构建实践教学体系,校企合作编写教材,开展项目化教学案例库建设,打造“产学研用”多位一体化实践平台。三是编制面向本质安全高科技成果的标准监督体系。安全监督管理模式要从企业生产原料和产品的分类运输与存储中着手,确保生产过程中相应生产原料符合国家的安全存储生产标准。同时,针对企业生产实际场景,构建危险等级分级监督管理模式,并进行危险因素的分类识别与实时性控制。此外,企业要构建专业化安全应急管理团队,从安全设备操作以及机械设备的变化着手,定期对原料存储使用及生产设备进行维护。

  推进江苏自然灾害监测预警系统升级改造。一是围绕监测精密目标,提升对气象灾害的精准预测。江苏省应急管理部门应持续建设苏北龙卷风监测预警试验雷达网和大城市综合大气垂直廓线观测网,开展强对流协同观测试验,提升强对流天气监测精密度,研发基于人工智能的卫星遥感数据模型,实现灾害性天气实时监测与海陆全覆盖。同时集成雷达测雨、非接触式测水位流量等技术于一体的遥测设备,实现了对中小流域突发洪涝灾害的实时监测和预警预报,一旦产生灾害预警,可以利用智能语音、短信等方式快速通知基层人员组织转移避险。二是形成自然灾害监测和实时预报预警体系。围绕江苏省气象灾害、水旱、地震、地质灾害、农业自然灾害、海洋灾害等自然灾害,形成天地人网一体化监测采集体系。构建重大风险隐患全覆盖的多层级自然灾害监测预警体系,实现跨系统、跨层级、跨地域的自然灾害监测和实时预报预警,提高风险早期识别、多灾种综合监测、预警预报和应急处置能力。三是打通预警信息传输“最后一公里”。一方面,在江苏频繁发生自然灾害的地区,根据保障区域、保障范围和业务规模等情况,安装Mesh自组网终端,覆盖所有的大、中型城市及邻近地区,解决应急通信中的常规回传问题,从而达到对紧急通信基站的保障要求。另一方面,加强对江苏应急力量的队伍建设、业务指导、监督检查和统计管理,推动全区域应急力量建立健全人员备勤、装备维护、资产管理、训练演练和培训学习等工作制度。

  加快补齐江苏应急救援数字化战场短板。一是强化智慧化指挥调度能力。打造高效数字化作战指挥平台,布局数字孪生可视化系统设施,运用AR、VR、动态模拟等技术实现多维场景可视化;优化应急救援智慧调度系统,以扁平化的资源调度系统为基础,结合使用人工智能技术和大数据分析算法,分析与处理灾害数据、应急预案等信息,通过智能调度系统为指挥人员提供决策支持。二是促进大数据应用融合。构建全方位的智慧应急数据标准体系,促进多维数据共享。打破数据边界,激活多维异构数据所蕴含的内在价值,利用深度学习、机器学习等技术实现数据与灾害管理业务模块更深层次的融合。强化运用GIS、传感器数据融合等大数据分析技术,实现不同监测设备的数据融合,从而实现对灾害事件的实时监测和预警。例如,通过对地震波的传播、震源的位置和震级的确定,以及对受灾区域的人口分布、建筑物结构等信息的综合分析,可以制定出更科学的救援方案和资源配置计划。三是提升“数字单兵”人机交互智慧化水平。完善单兵通信装备等数字化集成体系,实时共享现场作战信息,提高单兵装备数字化水平。在高毒缺氧等巨灾环境下,运用智能搜救机器人、机器狗以及防爆侦检机器人等无人化设备,代替救援人员进入危险区域,开展气体监测、人员搜救等工作,强化应急救援人机协同能力。以物联网、AI算法等信息技术为基础,搭载高清摄像头、红外热像仪、空气质量或水位监测仪等感知设备,实时监测收集灾区环境状况与数据信息,为救援决策提供科学依据。同时,向江苏省从事有关科技研发的高等院校、科研机构、企业等公开征集高科技成果,及时了解最新的智能化、数字化的应急救援高科技成果。 

  陈红喜,南京工业大学应急治理与政策研究院执行院长、教授;马海韵,南京工业大学应急治理与政策研究院研究员、教授;冯雨、李金浩、陶佳佳、吕茂苗,南京工业大学经济与管理学院

转载请注明来源:中国社会科学网【编辑:闫琪】