复合型灾害形势下的物联网防灾减灾应用分析

来源:全国物流信息网 | 2011-09-01 17:05

  摘要:2011年8月30日,第四届中日危机管理论坛在北京中金数据系统有限公司报告厅召开,此次论坛,邀请了日方学术界和商界的代表与中方的学术界和企业代表会谈,深刻剖析3.11地震带给我们的经验及教训,为今后灾难的预防、应对以及恢复都将提供一个有益的参考。以下是国际应急管理学会中国委员会秘书长的主题演讲,由国际应急管理学会中国委员会的副秘书长齐安文博士代讲。

  首先请允许我向大家做一下关于东方正通的介绍,东方正通在02年3月份成立,专注于政府应急管理的信息化,以及物联网的应用研究,目前总部在北京,有10个全职的分公司,像四川、重庆、山西、内蒙、上海等等。

  谈到中国应急管理的里程碑,中国应急管理凑03年开始,非典开始,开始了中国应急管理研究,同时2003年颁布了突发公共卫生事件的硬件条例,06年形成了国家预案体系6大类,包括国家级、省级、地市级,还有专项部门,以及大型企事业应急预案,同时成立国务院应急办,同时颁布了一系列的总体预案等等。

  2007年11月份颁布了突发协议应对法,还有2009年颁布了中国的赈灾行动。正好和中国的应急管理有一个相似性,另外2003年开发国内第一套政府应急管理信息系统叫做吉米斯,2005年获得科技部中小企业创新基金的支持。

  2007年一个产品叫做基于识别调查仿针的应急管理系统,2009年成立了东方正通管理研究院,做应急管理领域的相应研究,包括标准制定,包括一些开发等等。

  2010年成为物联网事业部,作为公司新的业务增长点。

  今年的4月份,我们张总受到北京市长的亲切接见以及证书。在今年4月份获得了中海投的物联网投资900万,投资完之后,市政府和中关村管委会成为第六大,第七大股东。

  公司主营业务有几块,一个是对于软件产品的研发,从行业、从部委,从政府方面进行产品的研发,同时还有系统集成业务,还有这些方案,以及标准的研制。

  从今年公司提出新的战略叫做创新型发展战略,包括部委战略,从部委开始把专项业务,从部委往下做,还有国际合作,还有通过物联网和云来实现应急管理的一个延伸。

  公司有10个分公司,同时也是一种大区战略,包括华东、华南、东北、西北以及西南五个大区域,还有在10个行业进行物联网的行业延伸,农业、海洋、地震、安检、核工业、民政、环保、国土。

  从事后管理,应急管理转移到前端的监测预警,实现全过程的管理。

  解决方案,除了10个行业的系统之外,还有一些标准的制定,包括技术标准,还有公共卫生的,核的,海洋的,还有一些省市的应急管理标准。

  从2003年以来,公司有18个自主知识产权的产品,包括政府应急管理信息系统,还有应急调度系统,应急资源管理系统,2011年在物联网方面有新的突破,有几个产品也是取得了著作权,包括监管系统,公共服务平台,以及地震的灾害快速评估系统等等。

  公司到目前为止一共有138个成功案例,这里面举了几个例子,比如说国务院国家应急平台体系管理研究与示范,还有民政部的自然灾害救助应急预案管理示范系统,以及气象局应急指挥平台,还有国家电网,电力应急指挥信息系统,还有农业部的场所建设,以及海洋局的环境预报中心为平台。

  我的第二部分是想向大家介绍一下,复合型灾害的特点,以及如何应对。

  3.11日本地震,他是一个典型的复合型灾害,有地震,还有海啸,同时还有核的泄露,包括有火灾,这是今年4月19号在首都师范大学国际应急管理学会,协同北京市信息协会召开物联网防灾减灾研讨会,这个会参加的公司有日本的野生中国研究所,还有NEC,在这个会上讨论怎么样利用这个技术进行充分的防灾和减灾。

  把复合型灾害特点做一个分析,首先有多种多样,都地震、海啸、核、火灾,同时预警比较困难,因为比较多,所以不同的灾害类型不一样,所以预警就困难,同时损失比较严重,这个不用说了。因为不同类型的发生,同时救援比较复杂,不同灾害方式肯定不一样。

  这个特点还有很多,大家可以提出一些好的建议。

  针对复合型灾害如何应对呢?我想做两个方向的分析,一个是要对区域的位置进行分析,包括基础设施,还有能源的供给是否到位,还有人口的密度会影响整个区域的脆弱性,还有地区经济水平也会影响区域的脆弱性等等还有很多。

  还有灾害发生可能性的分析,包括自然灾害几个大类,包括地震、气象、海啸、台风、干旱、洪涝,以及地质灾害,还有一些工业灾害,像爆炸,像泄露等等,从这两个分析完了以后,得到一种应对措施,当然很多了,我想重点说一下就是监测分析,以及预警的信息的发布,从这两个方面去对复合型灾害进行应对。

  物联网能够实现灾害的监测预警的分析,灾害是复合型的,预警困难。有了物联网之后,能够实时的监测,高效的传输,就可以把灾害变成灾害事后的应急管理,紧急救援,变成事前的预防,变成动态的管理,主动的管理,预防的管理。

  监测完了以后,预警信息的快速发布,通过前端的设备向地震仪,海底海啸仪进行探测,通过信息系统把这些信息能够接收,能够进行分析,然后把它形成预警信息进行分布,包括政府的发布,包括警察通过无线方式进行发布,还有医院的广播,学校的广播,以及机场的很多手段,都可以把预警信息进行发布。

  第三部分是想讲讲物联网怎么样来应用防灾和减灾。首先说一下地震,地震前10秒很重要,如果能够避免一些灾害的损失,像停止生产线,避免交通事故,电梯等等,如果10秒钟之内能够把这个事情做了,我想灾害的损失会小很多。

  地震分几种波,有纵波、P波、S波,纵波破坏性小。

  这个图和前面的图差不多,通过地震感知器,能够快速的去收集数据,来进行传输,同时能够进行受灾状况的前期评估,当然这里面需要结合一个评估模型,比如不同的时间段损失不一样,不同的区域,不同的年龄段的分布,整个灾害的损失不一样,通过这种模型评估灾害的影响。

  同时,把数据传完之后做决策分析,怎么样快速的响应,把预警机器进行发布。

  就是利用地震感知器能够输出,测到的数据,同时在内部计算地震的裂度,通过裂度数据传到服务器之后,可以快速的推断整个烈度平面的分布。

  裂度方式有两种,一个是距离衰减函数的方式,推算地震烈度,有不同的特点,第一种方式,基于以往的经验,以及地震的状况得出,整个速度就比较慢一些。第二种方式,速度快一些,但是受到分布密度的限制,所以他比较适合于信息快报,而且能够节省大量的成本。

  这也是两种方式,怎么样通过不同的步骤去算出地震烈度分布的预测图。

  密度设计,在日本或者是中国不太一样,因为地壳环境不太一样,日本密度是10到20公里,同时地震感知器和服务线路需要去做本地化的配置,这是第一个地震的监测预警。

  第二个海洋监测预警。这是整个系统架构图,把前端的海啸、海浪等等灾害通过传感器进行感知,通过网络的方式传到监测中心,传到海洋局进行分析,最后把预警系统进行分布,同时对事件进行应急指挥和协调。

  赤潮,通过航空遥测的方式探测它,还有能够对赤潮进行评估以及预警。

  方式有卫星的遥感监测,还有航空遥感。

  通过海上的浮标,包括四大部分,有浮标体系系统,数据传输系统,以及数据处理系统,5秒钟发出一次数据。

  目前有一些竞争手段,比如说在太平洋海啸中心,有监测平台,还有沿海的观测台站有120个,还有多套的海啸的浮标,通过海啸仪,通过光纤的方式能够把数据传到监测中心。

  上面是赤潮,这个是海啸。通过研究地震的影响,搭建海底的监测网络,获取地震的监测数据。

  第三类是地质灾害,目前我国有12万个山体滑坡,8.5万个水库,需要专业的监测预警系统。

  目前主要是依靠老百姓的群测群防做人工的监测,缺乏一种大型的专业预警系统,对物联网的技术,对我们的专业的IT系统提出需求。

  这个是瑞士几个大学联合起来,对一所冰山的,瑞士的阿尔卑斯山的监测情况,利用一些设备,包括无线遥感技术,来掌握山体崩塌,落实的事前监测。

  分两个步骤,一个是利用无线设备或者是无线网络测量偏远地区的环境情况,还有结合数据以及当地的气候变化来进行自然灾害的监测和预报。

  这个是用一些设备,对于几种地质灾害的监测,比如说崩塌,还有泥石流,山体滑坡,利用这种不同的传感器进行不同灾害的监测预警。
 
  这个图看的比较清楚一点,对于岩石的斜面来讲,可能发生位移滑坡,用伸缩剂等等进行监测,进行预警,还有对一些崩塌,还有张力的检测仪,对于崩落的石块进行监测,提前预警,这个图基本上差不多。

  还有就是可以利用光线的传感技术进行预警,可能质量轻一些,体积小一些,那不是,这个比较多,可以进行连续的分布监测,就是用于大型的监测,比较好一些。

  这个图是对于泥石流的监测示意图,通过地声自动器进行报告,同时对当地下雨情况进行监测,对后方利用声光电进行监测报告。

  这是一个示意图,就是利用山体斜坡上面布置一些传感器,同时把这个信息能够通过一些网关系统传到后方,进行实时的监测,进行分析,这个地方会出现什么样的滑坡情况,进行预警。

  第四类是气象的预警发布,从目前来讲,中国气象灾害有这么几个特点,像高频率,复合性,区域的差异,损失比较严重,洪水、旱灾、台风、雪灾、龙卷风等等,台湾正好就是刮起了台风。

  预警发布系统分几个层次,利用前端的传感器、设备,能够把这个信息感知到,同时通过不同层次的系统向数据系统,能够把灾害性信息实时的,通过不同的媒介,不同的介质进行传播,像传真,LED大屏,短信,大喇叭等等,能够告诉这个地方可能会发生一些气象的灾害。

  第四个问题,简单说一下我们公司对于物联网防灾减灾的解决方案,目前从几个方面来做关键技术研究,包括物联网的技术,数据压缩等等,还有基于分析的技术,BI的技术,比如说数据的挖掘等等技术,还有怎么样把灾难或者是预警的场景真实再现,像模拟仿真这一类的技术。

  我们和一些机构合作,包括中国联盟等等,包括一些大学科研院所,从模型方面进行合作研究,模型包括两类,一个是专业的监测预警模型,15类,比如几个滑坡的监测预警模型等等,还有事后的事故的调查评估模型,一共22类,就是我出了事,跟怎么样利用数据把灾害的过程重现,找到原因所在,以后能够做借鉴。

  同时战略合作伙伴,包括数据库,像PI,这是美国的比较好的产品,还有我们和日本的野村进行合作,还有国内一些企业。

  物联网标准研究比较多,像北京市经信委的标准,标准研究院的标准。

  同时在产品研发方面起到一定的成果,像重大危险系统,以及安全生产评估系统,还有服务平台等等。同时我们和国际组织进行交流和合作,和NRI、DCL、HALEX、SAFERSYSTEM进行合作。

  这个框架是我们对于物联网防灾减灾总体框架,这是规划的平台,包括三类应用,有政府的,企业的,比如模型的计算等等,云的方式提供服务,最后想表达一下,无论日本的朋友也好,还是国内的企业也好,在不同领域进行合作的愿望,比如海洋领域,比如气象环保、地震、地质灾害等等,就IT一些物联网产品的定制,还有预警模型的研究等等方面都要进行合作。

  比如传感器,像小型的传感器,还有这种技术等等方面进行合作,还有一些模型研究,多灾害的关联模型,发布模型,预警共享模型,还有其他一些模型,刚才我提到一共15+22的模型进行合作,同时在物联网的传输方面进行合作,怎么样提高这种传输效率来进行合作。
  

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