应急科学技术:大数据时代的各种新进展

中国教育装备采购网2013-10-15 10:02围观146次我要分享

  早在1980年,著名未来学家阿尔文·托夫勒便在《第三次浪潮》一书中,将大数据热情地赞颂为“第三次浪潮的华彩乐章”。不过从2009年开始,“大数据”才逐渐受到重视。

  近期引发热议的专著《大数据时代:生活、工作与思维的大变革》作者指出,大数据将深远地改变政府的运作方式和政治的性质,大数据时代人们对待数据的方式出现了三个变化:第一,人们处理的数据从样本数据变成全部数据;第二,由于是全样本数据,人们不得不接受数据的混杂性,而放弃对精确性的追求;第三,人类通过对大数据的处理,放弃对因果关系的渴求,转而关注相关关系、相互联系。

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  大数据有“4V”特点:Volume(容量)、Variety(种类)、Velocity(速度)和Value(价值)。Volume指巨大的数据体量与完整性,数据量从TB级别跃升到PB级别。Variety指类型繁多,在海量、种类繁多的数据间发现其内在关联。Velocity指大数据要求处理速度快。Value指大数据的洞察力和价值,需要将信号转化为数据,将数据分析为信息,将信息提炼为知识,以知识促决策和行动。

  大数据时代来临凸显数据的重要意义。2012年奥巴马政府宣布投资2亿美元拉动大数据相关产业发展,将“大数据战略”上升为国家战略,甚至将大数据定义为“未来的新石油”,把对数据的占有和控制视为陆权、海权、空权之外的另一种国家核心资产。联合国也在2012年发布大数据政务白皮书,指出大数据对于联合国和各国政府来说是一个历史性的机遇。

  大数据时代政府应急管理的新挑战

  大数据泛指巨量的数据集,指的是所涉及的资料量规模巨大、关系混杂、动态持续、变化不定,需要用先进的技术和工具,在合理时间内实现数据的撷取、存储、分配、提炼、处理、集成和分析,并从中挖掘出有价值的资讯和信息。

  大数据时代来临对政府应急管理构成了巨大的困难和新挑战。政府应急管理是指在非常态的危机情境下,各种突发不利情况、严重威胁、不确定性、不可预测性高度积聚,政府必须在相当有限的时间约束下,做出关键性决策和具体的应急处置措施。大数据时代来临极大地增加了政府应急管理的困难和挑战。在危机情境下,政府需要对来自网络包括物联网和机构信息系统的数据附上时空标志,去伪存真,尽可能收集异源甚至是异构的数据,必要时与历史数据对照,多角度验证数据的全面性和可信性;政府还需要对多源异构、多实体、多空间和交互动态性的大数据样本进行实时处理,需要将高维图像等多媒体数据降维后度量与处理,利用上下文关联进行语义分析,从大量动态而且可能是模棱两可的数据中综合信息,并导出可理解的内容。这些都极大地增加了政府收集和处理大数据的复杂度。

  与此同时,大数据时代来临也为政府应急管理带来了新的机遇和前景。数据规模越大,处理的难度也越大,但对其进行挖掘可能得到的价值也更大。政府部门可以从传感器、卫星、社交媒体、移动通讯、电子邮件、无线射频识别设备持续不断地接收数据,通过捕集、摄取、分析、存储和分配数据,保障数据安全,并将其转化为有意义、有价值的信息。在危机情境下,政府可以运用大数据技术收集舆情和民意,通过分析相关数据,可以了解大众需求、诉求和意见;可以利用短信、微博、微信和搜索引擎,监控热点事件,挖掘舆情,还可以追踪造谣信息的源头。在危机情境下,政府可以对大数据进行恰当地管理、建模、分享和转化,从中提取新的深刻见解,并以过去根本不可能的方式做出应急决策。

  大数据技术与应急平台系统

  大数据可分成大数据技术、大数据工程、大数据科学和大数据应用等领域。在大数据时代,需要特别关注大数据技术系统本身的安全性,要注意技术安全性和管理制度安全性并重,防止信息被损坏、篡改、泄露或被窃,保护公民和国家的信息安全。保证信息安全主要依靠两个方面:一是技术上不断更新,应用最新的安全管理理论和安全软件技术,在网络通信、本地存储等方面加强对重要数据的防护;二是立法层面,大数据技术的挖掘与利用应当有法可依,让数据开放和数据挖掘走向法制化轨道。

  在大数据时代,网格化管理已经兴起,一个基本要求就是管理信息整合和共享。政府应打破数据割据与封锁,公开信息。基于大数据技术的应急平台系统建设,可以提高政府各机构的应急协同办公效率。依靠大数据技术还能够及时、快速、准确收到决策实施情况汇报和民众的反馈信息。应当既鼓励面向群体、服务社会的大数据技术挖掘,又要防止侵犯个体隐私。

  基于大数据技术的应急平台系统建设,主要包括有线通信、无线通信、移动指挥通信、移动互联技术和大数据应用软件等技术系统,具备有线通信调度、无线通信指挥、移动应急指挥、异地会商等功能。可以依托政府政务内网、政务外网、互联网,构建应急指挥800兆数字无线集群调度系统,分别搭建突发事件公共安全应急管理统一信息平台、政府内网门户和专项应急网。可以充分整合公安、交通、水务、地铁等单位及社会各方面的图像资源,搭建基于空间地理信息系统的图像平台;可以整合水、电、气、热等公用企事业单位的城市运行监测数据,开发值守应急、预案管理、空间决策(二维三维)、预警信息发布等综合应用软件,为开展科学应急决策支持发挥重要支撑作用。

  云计算技术与云应急系统

  在大数据时代,云计算技术为大数据提供了保管、访问的场所和渠道,是大数据的IT基础和大数据成长的驱动力。云计算技术主要包括虚拟化、分布式处理、云管理、云终端、绿色IT、云安全等。

  基于云计算技术的云应急系统,通过构建“应急云”即第三方应急资源网络,采用先进的情景感知技术、情景分析技术、资源保障管理技术、在线感知技术、语义网技术,并与云计算、网络通信、资源虚拟化、服务化、智能决策支持等技术相融合,搭建并运营云应急服务平台,为应急需求者提供智慧型定制化的应急服务。从而提高应急资源的可扩展性和可控性,动态进行应急资源发现、匹配、服务封装,全面感知和理解应急管理需求,智能化分析情景变化,动态生成和调整并行应急管理过程,使应急管理工作协同、有序、高效地进行。通过实时采集并集成海量、多源、异构应急数据,对线上多源应急信息进行抽取、过滤、标准化、储存、智能分析与态势研判;基于网络技术进行智能化应急感知、异常探测、预警和应急资源实时定位,智能发掘应急需求,为情景还原和应急需求决策提供坚实的数据基础。

  基于云计算技术的云应急系统,要求云应急平台对实时的突发事件情景感知数据、历史数据、决策支持模型、知识以及应急资源状态等网络化的异构信息通过标准化接口无缝集成,实现信息快速收集、抽取和挖掘;要求更快速准确地感知突发事件演化趋势,更有效地利用各种信息和模型对情景进行动态分析预测,进行更为智能化的动态决策;要求云应急服务平台对应急资源实现多渠道接入、统一管理、监控和调配,提供及时、最优、可无限扩展、高伸缩性的应急资源保障体系。云应急系统基于云应急平台实现了信息、知识的全面整合,通过对应急资源的按需调配,动态智能地生成、调整应急过程,根据不同的应急需求和应急流程调用不同的应急服务;通过对各个应急联动部门的救援队伍、设备物资、专家等应急资源的虚拟化汇聚管理,形成基于智能决策的云应急协同网络。

  物联网技术与应急指挥系统

  物联网技术是大数据技术的重要组成部分。美国已将物联网上升为国家创新战略的重点之一。欧盟制定了促进物联网发展的14点行动计划;日本将物联网作为四项重点战略领域之一。我国物联网“十二五”发展规划中,把信息处理技术作为4项关键技术创新工程之一提出来,其中包括了海量数据存储、数据挖掘、图像视频智能分析技术,这些都是大数据技术的重要组成部分。而另外3项关键技术创新工程,包括信息感知技术、信息传输技术、信息安全技术,也都与大数据技术密切相关。

  基于物联网技术的应急指挥系统,需要在应急管理体系和应急指挥技术支撑系统的基础上,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,规范物联网应用系统建设,实现日常管理与应急管理的有机结合。基于物联网技术的应急指挥系统,以标准规范与运行管理、信息安全与容灾备份为保障,分为感知、网络和应用三个层面,确保应急系统各单位物联网应用相关数据互联互通和资源共享。

  基于物联网技术的应急指挥系统,能够加强应急处置的实时感知、信息共享和智能分析能力建设,可以有效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。例如,北京市就将物联网技术应用于应急管理领域,初步建成了物联网应用支撑平台,开展了物联网应急指挥十大示范工程建设。

来源:光明日报

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