福建日报2020.11.24：应急抗灾有了大数据疗法

  应急抗灾有了大数据疗法
2020-11-24    来源：福建日报

          我国是自然灾害多发国家之一。各类突发事件给城市应急管理不断带来新的挑战，这关系到每一位市民的人身安全。 利用大数据和人工智能等新技术，我省科研人员在数据采集、数据融合、智能调度等方面取得关键突破，科技成果在健康、交通、气象等领域的使用，有效提高了城市应急服务水平，并降低了灾害事故损失。

          提到“八闽健康码”，大多数福建人都不陌生。新冠肺炎疫情期间，无论是交通出行，还是返岗复工，只要打开手机里的“闽政通”App，通过“八闽健康码”服务生成二维码，即可证明个人健康状况，大大加快核验和通行效率。

          作为全国首个省级健康码，“八闽健康码”自今年2月上线以来，已在线制码超3305万个，为2.6亿人次提供亮码通行服务，不仅为我省疫情防控工作和复工复产复商复学提供强有力的科技支撑，近期还与医保实现“双码融合”，继续拓展和医保电子凭证在就医、体检等健康医疗领域应用。

          而“八闽健康码”的技术内核，是“基于大数据的智慧应急关键技术及其综合服务系统”（以下简称“智慧应急系统”）。这套系统由福建工程学院、长威科技发展股份有限公司（以下简称“长威科技”）、清华大学、福建省预警信息发布中心等单位完成，不仅应用在健康领域，还助力我省气象、水利、交通等部门实现应急信息集纳和协调指挥，为全省的防灾减灾综合联动提供了强有力的技术支撑。近日，该系统获评“2019年度福建省科学技术进步奖”。

          智慧应急，因我省台风多发成为刚需

          近日，记者来到福建工程学院，计算机科学与数学学院副院长廖律超，向记者介绍了“智慧应急系统”这一“智慧大脑”是如何生成的。

          项目缘起于7年前。“福建多山临海，常遇台风，是个自然灾害较多的省份。”廖律超介绍说，2013年，台风“苏力”“西马仑”连续袭击我省，直接经济损失超37亿元。就在这一年，福建工程学院、长威科技等组建联合实验室，计划建设一套智慧应急系统，提升我省的灾害防抗能力。

          “基于大数据的智慧应急关键技术及其综合服务系统”就此立项。“智慧应急系统的建设得益于我省有‘数字福建’的基础设施。”廖律超说。

          为明晰目标，项目组将应急事件处置的全过程进行分析解剖，划分为发生、发现、上报、决策、出警、撤离、评估……阶段，并细分为发现时间、寻求通信设备、通信等待时间、信息采集时间、信息传递时间、应急决策时间等11个时间环节。从细分环节中总结出应急处置的三大需求：可靠通信、科学决策、高效处理；以及三大特征：急、复杂、高危。

        “与应急事件处置的3个特征对应，我们的系统必须实现3个关键指标——让每个环节高效衔接的高速度，与生命赛跑；实现典型非线性多目标优化的大数据智能学习，为科学决策提供支持；应对不可实验和重现的危险性，虚实结合的演练方式。”廖律超说。

          需求找到了，难题也随之出现了：快速实时处理需要海量数据处理能力，在线推演需要解决“物数分离”难题，提供科学决策支持需要大量预案储备——而这些“需要”，当时都没有实现。

          “可以说，处理海量数据的性能不足、物数分离难题和预案储备不足这三个问题，是当时全行业的瓶颈。”廖律超说，要做出“能打”的智慧应急系统，就须啃下这三块“硬骨头”。

          围绕应急处置的特征与挑战，科研团队开始了技术攻关。

          创新方法，大数据绘就“应急一张图”

          “应急大数据具有动态、多源、高维、异构等特性，对其进行实时处理是行业关键难题。”廖律超告诉记者，为破解性能不足问题，科研人员采用“内存池化”的方法，将诸多服务器的处理内存整合，形成分布式“内存池”以实现并行计算。“与业界相比，他们的实时数据处理规模不超过亿级，而我们可以实现百亿级的大数据处理。”
 
          打开某应急指挥平台系统，在当地地图上，应急资源、风险隐患、实时监控、突发事件等图像化数据一目了然。但要实现不同系统的数据呈现在“一张图”上，并非易事。

          “数据的来源多种多样，数据形式各异，有的是文字，有的是图片，有的是声音或视频，这就是数据的‘多源’‘异构’。”他说，团队采用了异构数据融合技术，通过基于特征的异构数据图层配准、时空数据融合等，实现了应急大数据“一张图”融合系统。“比如，在一张地图上，可以同时看到当地救援装备、医疗资源、通信资源、运输资源等多项实时数据，为决策提供准确的信息支撑。”

          “应急一张图”和“大数据实时处理”的难题被攻克，“全方位立体应急大数据采集融合平台”顺利完成。而面对应急事件的复杂、高危、现场不可重现等特点，如何对应急现场和预案快速、真实的重构，也成为一大难题。在项目完成人之一、清华大学吴建平教授的带领下，团队创新研发出“应急防控AR（增强现实）系统”，融合实时数据和真实场景，对突发事件进行动态仿真，提升应急预案的处置效率。

          “应急事件往往多变，常有全新情况出现，‘计划赶不上变化’，但传统应急预案往往基于人工规则库进行管理，数量也不足。”廖律超说，“智慧化”的应急预案要能自我学习、自我进化。

          为此，智慧应急团队研发出“基于大数据在线学习的应急救灾指挥智能调度平台及灾后评估系统”，应急预案可以自动生成和进化，以突破应急预案不足、制定和优化困难这一难题。“随着数据不断积累和学习能力进化，系统在预案生成上将越来越迅速、成熟，成为决策的重要助力。”

          据介绍，项目团队创新的异构数据快速融合、AR防控及智能预案处置等3大核心关键技术，已形成系统的知识产权保护体系，“智慧应急项目”获中国应急管理信息化产品技术创新奖。

          2019年，作为国家应急通信保障能力建设第一个示范省份，福建全省应急管理综合应用平台建成。这一年，全省各类生产安全事故数和死亡人数同比分别下降17.3%和8.2%。

          智慧应急系统的应用还在继续：对全省湖泊水库与河流河道等自然灾害要害部位信息的实时掌握，对全省公路、水路、港航等跨业务领域的综合监测和应急协调指挥，对厦门金砖会议、数字中国峰会加强安保，为行业企业提供智慧应急、智慧水利、智慧气象、智慧交通等综合解决方案……应急的“大脑”在为省内外的社会经济安全保驾护航。

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