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徐赵东:城市重大基础设施智慧防灾与应急管控

编者按:开启新征程,创造新伟业。为深入学习贯彻习近平总书记重要讲话和党的十九届五中全会精神,积极推进我国应急管理体系和能力现代化,11月20-21日,由人民日报社、清华大学指导,人民日报社人民论坛杂志社、清华大学国家治理与全球治理研究院、清华大学公共安全研究院等联合主办的“深入学习贯彻党的十九届五中全会精神——第七届国家治理高峰论坛年会暨2020应急管理峰会”在北京人民日报社开幕。本届国家治理高峰论坛年会由论坛开幕式、2020应急管理峰会、治理创新经验交流会、2020城市安全管理峰会等单元组成。

以下为东南大学土木工程学院教授、博导、教育部长江学者徐赵东在2020城市安全管理峰会上的演讲。

尊敬的岳院士,尊敬的各位领导,各位专家,上午好!我代表杜彦良院士就城市重大基础设施智慧防灾与应急管控向各位做汇报,将从以下五方面做介绍。

首先,对于城市重大基础设施、高层建筑、空间结构、大跨桥梁、城市交通枢纽,最典型的灾害是地震、强风、火灾和爆炸,这些灾害常伴有“链发”行为,地震会引发火灾,火灾会引起爆炸,风又会助长火灾。一个城市绝大部分灾害损失都是这些灾害引发城市重大基础设施的破坏。无论是经济损失还是人员伤亡,都是由灾害引起土木结构的破坏导致。

据不完全统计,近20年我国平均每年因为这些灾害造成了直接的经济损失超千亿元。目前,防灾和管控的现状难以快速感知早期灾害和实时预警,多部门未能有效协同管控,贻误最佳救援和救灾时间,可视化救灾系统救人效率较低。

城市重大基础设施智慧防灾与应急管控研究意义在于:智慧传感与监测系统、灾害溯源、灾害状态推演、灾害的应急管控。

首先,灾害智慧传感与监测。这些年国际上发展了移动智慧感知装备、雷达类感知装备、光纤类感知装备。这些先进的传感和感知装备,大多数未能有效地考虑土木基础设施的复杂特性。我国近二十年来致力于建立各类基础设施的防灾和灾害环境的监测体系,同样由于基础设施庞大复杂,我们要考虑监测这些基础设施设备的传感性能怎么协同优化,怎么更高效监测这些基础设施。

其次,灾害溯源定位最新进展。这些年发展了基于机器学习、人工智能等挖掘数据特征和大数据处理的方法。借助这些技术我们发展了各类识别和方法系统,但是土木设施特性复杂,带来了多元异构、处理困难等问题。同时,还存在难以快速感知和识别出早期灾害,或者轻微损伤的情况。

再次,灾害的状态推演。已经使用的监测数据预判系统,如国内的危化品泄漏预判系统、GIS 和仿真技术开发了城市地震灾变推演系统、洪涝灾害推演系统等等。但是这些系统多数是针对单一灾害推演,尚未考虑到多灾害链发效应,缺乏呈体系的基于大数据的城市灾害预判和模拟系统。

最后,灾害应急管控最新进展,已经发展针对各种灾害的应急管控平台,如美国的ALOHA系统、清华大学公共安全研究院和辰安科技研发的综合应急平台等。要发展跨部门协同的多灾种一体化平台,未来我们应重点加强发展具有众多设备接入、大数据处理、跨部门系统管控的多灾种一体化的城市灾害应急管控平台研究工作。利用灵活模块设计实现变结构、便携与低功耗要求;考虑城市基础设施的灾变特征研究传感系统的协同优化配置技术,构建多尺度监测系统,结合多制式全业务应急融合通信技术,实现极端环境有效回传灾害现场感知数据。

对于灾害溯源定位方面,需要建立高维异构时空灾害监测数据融合清洗和一致性表达方法,构建受灾区域超精细分辨率时空灾害数据处理方法,发展多尺度异构定位、能量基定位、波动基定位等溯源定位技术,并借助于大数据、云平台实现灾害源或灾变损伤的精准可靠定位。

在灾害推演方面,需要基于“灾害链发”机理和城市基础设施灾变特性,构建不同灾害场景数据与领域知识协同驱动的事故演化模型,基于场区模拟、GIS和XR技术发展基于深度学习网络的灾害趋势推演方法和虚实融合的态势仿真推演系统。

这些年,我们团队在重大基础设施智慧防灾管控方面取得了很多成果,如灾害识别与报警系统、灾害态势推演系统大数据平台。

基于现有的研究和防灾减灾救灾现状,我提出以下建议:在政策机制方面,进一步推进防灾减灾救灾机制改革,推进防灾减灾救灾专业化人才,增强防灾减灾救灾的学科提升,不断提升国家防灾减灾救灾整体实力。我是东南大学防灾减灾学科带头人,我认为在传感监测方面,应研制低功耗应急装备,发展应急融合通信技术、考虑重大基础设施灾变特性和传感系统协同优化、构建多尺度监测系统、提高多灾种和灾害链监测、发展多元异构灾害数据处理方法和重大基础设施灾害的精确定位技术。在应急平台方面,以信息化推进防灾减灾救灾措施的现代化,加快大数据、云计算在防灾减灾救灾中的应用;在法规标准方面,加快修订重大基础设施防灾减灾以及应急救灾的技术标准,提高防灾减灾救灾的法制化和规范化水平。

谢谢各位领导专家!

(本文根据会议发言整理)

深入学习贯彻党的十九届五中全会精神——第七届国家治理高峰论坛年会

[责任编辑:王博]