董向東 王文行 李建彬

摘要：物聯(lián)網(wǎng)誕生于1999年，普及于2005年，發(fā)展于2009年至今，已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、交通、醫(yī)療、物流、安防、建筑、管理、公共服務(wù)等領(lǐng)域。充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢(shì)，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)急管理中的應(yīng)用是提高應(yīng)急綜合管理能力和水平、推進(jìn)國(guó)家治理能力現(xiàn)代化的重大舉措。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；應(yīng)急管理；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：F49文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

1990年，世界上第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可樂販?zhǔn)蹤C(jī)在美國(guó)施樂公司誕生，這是最早出現(xiàn)的物聯(lián)網(wǎng)原型實(shí)踐機(jī)，但是人們只是把它當(dāng)作一個(gè)新穎的產(chǎn)品。第二年，美國(guó)麻省理工學(xué)院的Kevin Ashton教授首次創(chuàng)造性的提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念。1995年，比爾蓋茨在《未來之路》一書中應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)一詞，但受限于人們認(rèn)識(shí)能力限制，并未引起廣泛關(guān)注。1999年，美國(guó)麻省理工學(xué)院建立世界上第一個(gè)“自動(dòng)識(shí)別中心”，并提出“萬(wàn)物皆可通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”的重大判斷，同時(shí)還具體闡明物聯(lián)網(wǎng)是建立在物品編碼、RFID技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上的。2003年美國(guó)《技術(shù)評(píng)論》雜志報(bào)出：“傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首”。2005年11月17日在日內(nèi)瓦舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)上，國(guó)際電信聯(lián)盟發(fā)布《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，“物聯(lián)網(wǎng)”正式進(jìn)入全球視野，開始廣泛傳播，此時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)定義和覆蓋范圍都有了進(jìn)一步拓展，不再只是當(dāng)初僅僅基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)，它還包括所有物品的聯(lián)網(wǎng)和應(yīng)用。我國(guó)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)注程度是世界上任何一個(gè)國(guó)家都不可比擬的，2009年8月溫家寶總理提出“感知中國(guó)”，并把物聯(lián)網(wǎng)作為新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)寫入政府工作報(bào)告。盡管物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)外來詞，但它已經(jīng)成為“中國(guó)制造”的標(biāo)簽。今天，傳感器種類和數(shù)量極速爆增，感知的范圍不斷擴(kuò)展，感知的內(nèi)容越來越豐富，感知的數(shù)據(jù)越來越龐大，感知的場(chǎng)景越來越豐富多彩。

1物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，縮稱IOT），目前普遍公認(rèn)的定義是：“通過利用射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、手機(jī)、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)?！焙?jiǎn)而言之，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，IT行業(yè)又稱泛互聯(lián)，大意是物物相連，萬(wàn)物萬(wàn)聯(lián)。這就充分表明物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和核心仍是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上將其用戶端延伸和擴(kuò)展到任何物與物之間，實(shí)現(xiàn)物與物、人與物、人與人之間隨時(shí)隨地的信息交互。物聯(lián)網(wǎng)的最終目標(biāo)是無限連接世界、無限感知世界、無限智慧服務(wù)。

物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)，主要解決的是物品與物品、人與物品、人與人的連網(wǎng)和交互問題，當(dāng)前正在加速進(jìn)入“跨界融合、集成創(chuàng)新和規(guī)?；l(fā)展”的新階段。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)“十二五”、“十三五”規(guī)劃，以及“2017年物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)晴雨表”，物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)政府的大力支持下，在各種產(chǎn)業(yè)政策的配套下，應(yīng)用領(lǐng)域不斷延伸到公共部門、公共醫(yī)療、商品零售、交通能源、公共事業(yè)、運(yùn)輸物流、健康醫(yī)療、工業(yè)制造、智能環(huán)境等。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，2018年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)成1.15萬(wàn)億元，2020年市場(chǎng)規(guī)模突破2萬(wàn)億元。從“十四五”發(fā)展態(tài)勢(shì)看，物聯(lián)網(wǎng)依然是最被關(guān)注的熱門話題，在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能的推動(dòng)下，云計(jì)算加快物聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)建設(shè)，大數(shù)據(jù)推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)分析，人工智能促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的推廣應(yīng)用，但人工智能始終處在物聯(lián)網(wǎng)的最高層，是物聯(lián)網(wǎng)能否發(fā)揮巨大價(jià)值的關(guān)鍵所在，可以說萬(wàn)物互聯(lián)的背后必然是萬(wàn)物智能。

隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G發(fā)展，新型基礎(chǔ)建設(shè)全面啟動(dòng)，物聯(lián)網(wǎng)全行業(yè)爆發(fā)，將進(jìn)一步加速物聯(lián)網(wǎng)與人工智能的深度融合，使物聯(lián)網(wǎng)獲得更加豐富的創(chuàng)新應(yīng)用場(chǎng)景（包括應(yīng)急管理），如工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智慧醫(yī)療、智慧城市、智慧校園、智能家居、智慧交通和各種智能可穿戴設(shè)備等，這無疑將會(huì)引發(fā)新一輪工業(yè)革命，極大地拓展物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展空間，具有廣闊的發(fā)展前景。

2物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

目前，物聯(lián)網(wǎng)還沒有一個(gè)大家普遍公認(rèn)的總體架構(gòu)，但從功能角度來講，可以劃分為：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層四個(gè)部分（如圖1所示）。由下至上依次為：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、處理層和應(yīng)用層。

由圖1可知，人們平常所說的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際上就是一個(gè)個(gè)網(wǎng)絡(luò)專用機(jī)的應(yīng)用，是傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)信息的承載體，目的是讓具有單獨(dú)功能的一個(gè)個(gè)普通實(shí)物實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通、信息共享。具體講就是把具體實(shí)物接入互聯(lián)網(wǎng)，最終實(shí)現(xiàn)物品間、人物間的全面信息交互。所以，物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上還是互聯(lián)網(wǎng)，連接對(duì)象不僅僅是傳統(tǒng)的桌面電腦、平板、服務(wù)器、筆記本等通用型計(jì)算機(jī)，還有一個(gè)個(gè)結(jié)構(gòu)更單一、功能更多樣、功耗更低的嵌入式專用外圍設(shè)備，解決的核心問題是“信息化”。因此，只要有硬件或產(chǎn)品通過無線、有線方式連上互聯(lián)網(wǎng)，并發(fā)生數(shù)據(jù)交互，我們通常都可以把它稱作物聯(lián)網(wǎng)。

2.1射頻識(shí)別技術(shù)

射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification，通?？s稱RFID），是一種簡(jiǎn)單的無線系統(tǒng)，RFID技術(shù)讓物品能夠“開口說話”，即可跟蹤性，這就讓人們可以隨時(shí)遠(yuǎn)距離掌握物品的準(zhǔn)確位置及其周邊環(huán)境變化。物聯(lián)網(wǎng)RFID的這一特性可以幫助管理使用者遠(yuǎn)程及時(shí)了解情況，采取措施、減少損失、節(jié)省勞力、降低成本，提高工作效率。

2.2傳感網(wǎng)

傳感網(wǎng)是一個(gè)系列化、一體化的微型器件系統(tǒng)，集成了信息的獲取、加工、分析、處理、執(zhí)行等多項(xiàng)功能于傳感系統(tǒng)中，從而使傳感系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性大大增強(qiáng)，響應(yīng)速度、自動(dòng)化程度、智能化水平都有了大幅度地提升，使人們逐步進(jìn)入一個(gè)被“物”化的網(wǎng)絡(luò)世界之中。將來，食品蔬菜會(huì)向顧客介紹“自己”是否“綠色安全”；冰箱能“告訴”主人怎樣搭配能炒幾個(gè)菜；衣服會(huì)“告訴”洗衣機(jī)放多少洗衣粉和水最經(jīng)濟(jì)；文件夾會(huì)“檢查”忘帶了什么重要文件。

2.3M2M

M2M是Machine-to-Machine的縮稱，還包括Manto-Machine、Man-to-Man，是一種通過機(jī)器終端進(jìn)行智能交互的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)。例如，戴上智能手表，就可以隨時(shí)隨地查詢血糖、血壓、心跳；智能化住宅建設(shè)后，就可以遠(yuǎn)程了解和控制家中門窗、窗簾、電氣、水表、氣閥等安全狀況。

2.4云計(jì)算

云計(jì)算是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)重要基礎(chǔ)和前提，其核心思想是通過不斷提高“云”的計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力，從而減輕用戶終端的計(jì)算和存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)，使其簡(jiǎn)化成一個(gè)只具有單純顯示功能的多源信息輸入輸出設(shè)備，實(shí)現(xiàn)按需方便快捷地享受“云”強(qiáng)大的計(jì)算和存儲(chǔ)資源，為人們的各項(xiàng)活動(dòng)提供智力支撐和應(yīng)用服務(wù)。

2.5嵌入式技術(shù)

嵌入式技術(shù)集成了計(jì)算機(jī)軟硬件資源、傳感技術(shù)、電子應(yīng)用為一體的綜合技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)?？梢杂萌梭w來這樣比喻，傳感器相當(dāng)于物聯(lián)網(wǎng)的眼睛、耳朵、鼻子、皮膚等感覺器件，互聯(lián)網(wǎng)相當(dāng)于物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)，用來傳遞信息，而嵌入式技術(shù)則是物聯(lián)網(wǎng)的大腦，在接收到信息后要進(jìn)行分析加工處理，處理結(jié)果經(jīng)過運(yùn)動(dòng)系進(jìn)行具體執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)“萬(wàn)物”狀態(tài)和行為的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡摹肮芾?、控制、經(jīng)營(yíng)”。

3物聯(lián)網(wǎng)的重要功能

3.1整體感知

主要利用各種先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，如射頻識(shí)別、二維碼、智能傳感器等，通過實(shí)時(shí)采集“物”的各種物理、化學(xué)、生物、位置、行為等特征，達(dá)到對(duì)“物”的屬性、狀態(tài)、變化方式和特性的全方位整體知覺和敏感，并以一定方式表示出來。應(yīng)急中主要是對(duì)各種應(yīng)急環(huán)境、人、物的常態(tài)或非常態(tài)狀況的全方位感知，及時(shí)掌握動(dòng)態(tài)信息。

3.2可靠傳輸

主要是把對(duì)“物”的全方位整體感知信息通過互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地從時(shí)間（或空間）上的一點(diǎn)傳送到另一點(diǎn)，以備進(jìn)行處理、分析、加工。具體包括發(fā)送、傳輸、接收等環(huán)節(jié)。應(yīng)急中主要是對(duì)全方位整體知覺和敏感信息的快速傳遞。

3.3處理信息

在已有信息的基礎(chǔ)上，把獲取的“物”的屬性、狀態(tài)、變化的信息通過綜合分析，去粗取精，去偽存真，進(jìn)行智能加工處理，產(chǎn)生新的信息，形成新的認(rèn)識(shí)、判斷，形成最終的決策和策略。應(yīng)急中主要是形成對(duì)各種狀況的綜合判斷、決策、處置策略等，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)、預(yù)警、調(diào)整、控制的智能化，服務(wù)于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、商貿(mào)、物流等生產(chǎn)、生活、管理的需要。

3.4施效信息

主要是讓新的認(rèn)識(shí)、判斷、決策最終發(fā)揮效用的過程。施效信息有多種表現(xiàn)形式，如顯示、調(diào)整、行動(dòng)、落實(shí)等。在應(yīng)急中主要是調(diào)節(jié)事物狀態(tài)、變換方式，使對(duì)象恢復(fù)預(yù)先設(shè)計(jì)狀態(tài)或調(diào)整達(dá)到最佳狀態(tài)，最大限度減少損失。

4物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)急管理中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊，幾乎涵蓋日常工作學(xué)習(xí)生活管理的方方面面，當(dāng)然，應(yīng)急管理也不例外，已經(jīng)嶄露頭角，將會(huì)大顯神通。

物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)全安全要素的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與智能化處理，構(gòu)建一個(gè)涵蓋事前預(yù)警、事中處置與事后備查的服務(wù)型智能物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)預(yù)警處理平臺(tái)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、主動(dòng)監(jiān)管與處置相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)由被動(dòng)管理向主動(dòng)應(yīng)急方式轉(zhuǎn)變，降低應(yīng)急管理成本，減少安全事故發(fā)生，為安全發(fā)展保駕護(hù)航。

4.1智能物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)建設(shè)

智能應(yīng)急監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)是應(yīng)急管理的基礎(chǔ)性建設(shè)，由物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)與物聯(lián)網(wǎng)預(yù)警APP兩部分組成。監(jiān)控平臺(tái)主要功能是：多源信息的實(shí)時(shí)采集、傳輸、存儲(chǔ)、加工、分析、評(píng)判、決策、處理，及時(shí)分級(jí)預(yù)警報(bào)警等。物聯(lián)網(wǎng)預(yù)警APP主要功能是：歷史數(shù)據(jù)比對(duì)、實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警以及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)控制處置等。

4.2在線感知

在全過程應(yīng)急管理中，物聯(lián)網(wǎng)相當(dāng)于給應(yīng)急裝上了“千里眼”“順風(fēng)耳”“感覺器官”，能夠遠(yuǎn)程隨時(shí)對(duì)可能的高危行業(yè)在生產(chǎn)、存儲(chǔ)、充裝、使用等全過程和關(guān)鍵環(huán)節(jié)、重點(diǎn)防范區(qū)域及周邊環(huán)境進(jìn)行感知，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控、定位跟蹤、自動(dòng)識(shí)別、預(yù)警報(bào)警、分析決策、指揮處置，形成視頻、音頻、壓力、液位、溫度、濕度、關(guān)鍵工藝、位置變化、有毒有害物、易燃易爆氣體狀況、環(huán)境風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、雨量、酸堿度等全方位的信息大數(shù)據(jù)庫(kù)，為下一步數(shù)據(jù)分析提供支撐。物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控預(yù)警APP可根據(jù)后臺(tái)提供的數(shù)據(jù)形成24 h狀況在線服務(wù)，并通過Android手持終端及時(shí)推送給安全管理人員、相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，隨時(shí)掌握行業(yè)、企業(yè)安全現(xiàn)狀，也可通過視頻查看生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，有效解決因會(huì)議外出等活動(dòng)而無法掌握實(shí)情的尷尬問題。

4.3自動(dòng)預(yù)警報(bào)警

在日常應(yīng)急管理中，當(dāng)傳感器監(jiān)測(cè)的環(huán)境感知參數(shù)（包括人的行為）一旦超過常態(tài)或預(yù)設(shè)臨界點(diǎn)時(shí)，立即自動(dòng)預(yù)警報(bào)警，啟動(dòng)保護(hù)裝置，采取保護(hù)措施。例如，當(dāng)某個(gè)傳感發(fā)生預(yù)警，平臺(tái)會(huì)出現(xiàn)聲光提醒，對(duì)應(yīng)位置的攝像系統(tǒng)則立刻彈出現(xiàn)場(chǎng)視頻。與此同時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將報(bào)警轉(zhuǎn)化為短消息，分級(jí)報(bào)送到各級(jí)負(fù)責(zé)人、分管領(lǐng)導(dǎo)、監(jiān)管人員的手機(jī)上提示及時(shí)處置，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)和在線調(diào)整等工作，避免事故發(fā)生。自動(dòng)預(yù)警報(bào)警是樹立預(yù)防為主理念、應(yīng)急關(guān)口前移，提升源頭治理的信息化體現(xiàn)，給應(yīng)急管理贏得“第一時(shí)間”，為實(shí)現(xiàn)“五早”防控措施奠定基礎(chǔ)。

4.4智能分析

通過應(yīng)急物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)收集的多源感知數(shù)據(jù)（包括環(huán)境、行為、設(shè)施、管理、預(yù)案等）進(jìn)行人工智能處理，自動(dòng)識(shí)別、評(píng)估、分析，判斷，形成綜合分析報(bào)告，并在多維態(tài)勢(shì)可視化系統(tǒng)中形成各種專業(yè)圖層并呈現(xiàn)出來，同時(shí)推送給相關(guān)的單位、部門、個(gè)人、管理者進(jìn)行相關(guān)應(yīng)對(duì)。若情況嚴(yán)重，需要處置，則自動(dòng)生成處置需要報(bào)告單，涵蓋處置涉及的單位、部門，需要的人、財(cái)、物及數(shù)量信息，供應(yīng)急決策人員參考。

4.5指揮調(diào)度

災(zāi)害發(fā)生后，物聯(lián)網(wǎng)傳送的現(xiàn)場(chǎng)多維態(tài)勢(shì)信息呈現(xiàn)在可視化系統(tǒng)大屏幕上，指揮中心參考智能分析迅速形成應(yīng)急決策和處置方案措施，并通過語(yǔ)音短信及實(shí)時(shí)對(duì)講等下達(dá)指揮命令。隨著指揮命令的下達(dá)，各項(xiàng)處置活動(dòng)的展開，現(xiàn)場(chǎng)情況的不斷變化，根據(jù)傳回的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)智能分析，形成新的嚴(yán)重危險(xiǎn)區(qū)域、危險(xiǎn)區(qū)域、安全區(qū)域圖層標(biāo)識(shí)，遠(yuǎn)程調(diào)度救援人員不斷到達(dá)指定位置作業(yè)或向某區(qū)域集結(jié)。例如，當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)的檢測(cè)系統(tǒng)掃描到肉眼無法察覺的高溫點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成標(biāo)識(shí)，由指揮人員下達(dá)命令或系統(tǒng)自動(dòng)下達(dá)語(yǔ)音短信來及時(shí)移動(dòng)或調(diào)整水槍位置。若建筑物有垮塌風(fēng)險(xiǎn)時(shí)會(huì)迅速繪制出嚴(yán)重危險(xiǎn)區(qū)域標(biāo)識(shí)，并針對(duì)不同位置的救援人員發(fā)出撤離命令或自動(dòng)生成撤離短信，調(diào)度現(xiàn)場(chǎng)人員快速向指定的安全位置集結(jié)。

4.6現(xiàn)場(chǎng)救援

可根據(jù)參加救援搜索人員的肩掛智能終端傳回的數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)形成已搜索區(qū)域的圖層，現(xiàn)場(chǎng)指揮人員在電子沙盤上可直觀的發(fā)現(xiàn)未搜索到的盲區(qū)，下達(dá)相關(guān)命令。這樣，現(xiàn)場(chǎng)指揮員通過電子沙盤就能及時(shí)掌握救援搜索全局，有針對(duì)性的下達(dá)命令，防止救援出現(xiàn)盲區(qū)，從而提高救援的速度、質(zhì)量和效率，最大限度地挽救生命，保護(hù)受災(zāi)群眾的安全。

總之，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，更高級(jí)的AI將被整合到應(yīng)急管理系統(tǒng)中，將在智慧應(yīng)急、智慧城市、智慧交通、智能生產(chǎn)中發(fā)揮更重要的作用。

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