郁 文，韓兵兵，萬寶峰

（甘肅工程地質研究院，蘭州 730050）

1 研究背景

最近幾年，隨著人工智能和大數(shù)據(jù)科學等技術研發(fā)的快速發(fā)展，其在防洪、煤礦、軍事等領域的應急管理和決策研究不斷擴大和深入，并取得了一定成果[1-6]。金欣[7-9]研究了人工智能在指揮與控制領域的應用機理及能力，分析了應用難點及對策，闡述了指揮控制智能化面臨的問題并提出了解決思路?？梢钥闯鋈斯ぶ悄茉谲娛潞统鞘蟹篮閼惫芾碇械难芯坎粩嗌钊?，其研究思路和方法為地質災害應急管理提供了可利用的重要技術資源和方法。

甘肅省是我國地質災害頻發(fā)的主要省份之一，其中蘭州、隴南又是甘肅省內地質災害密集分布發(fā)育的地區(qū)[10]。蘭州、隴南市特殊的地形地貌、地質環(huán)境條件和氣候特點，極端天氣的頻發(fā)，加之城鎮(zhèn)化和工程建設的高速發(fā)展，導致突發(fā)地質災害事件的不確定性日益增加，發(fā)生重大地質災害的機會增多，例“8·7”舟曲特大泥石流災害、“8·6”文縣泥石流、南峪鄉(xiāng)江頂崖特大滑坡、海石灣鎮(zhèn)截路溝滑坡等，給當?shù)孛癖娚?、財產(chǎn)安全造成極大損失。甘肅省在應對重大突發(fā)地質災害方面做了很多工作，包括蘭州黃土高原區(qū)、隴南山地國家積極監(jiān)測預警示范區(qū)的建設和運行，臨夏、天水省級監(jiān)測預警示范區(qū)的建設，地質災害監(jiān)測指揮系統(tǒng)的開發(fā)應用，InSAR[11]、無人機[12]、LiDAR[13]等先進設備的投入使用，氣象、專業(yè)監(jiān)測和群測群防的建設等，在突發(fā)地質災害應急管理中取得了豐碩的成果，很大程度上保障了人民生命財產(chǎn)安全。在地質災害信息化方面，甘肅省也取得了較好的成果，在中國地質環(huán)境監(jiān)測院、甘肅省地質環(huán)境監(jiān)測院、蘭州市氣象局的大力協(xié)助下，蘭州市成為全國第一個地質環(huán)境信息化建設初具規(guī)模的市級城市。蘭州市在應急指揮系統(tǒng)建設規(guī)模、信息展示、信息整合聯(lián)動上有所創(chuàng)新，但對比高新科學技術的發(fā)展，其整體設計和技術層面尚有待提高。

黨的十九大報告指出，提升防災減災救災能力，提高社會治理社會化、法制化、智能化、專業(yè)化水平，弘揚生命至上、安全第一的思想。從國家層面對地質災害應急管理提出了高要求，提出了地質災害應急管理的智能化建設。

2017 年國務院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》（國發(fā)〔2017〕35 號）[14-15]指出：“加強人工智能對自然災害的有效監(jiān)測，圍繞地震災害、地質災害、氣象災害、水旱災害和海洋災害等重大自然災害，構建智能化監(jiān)測預警與綜合應對平臺?！眹覍χ悄芑ㄔO的規(guī)劃和發(fā)展趨勢的判斷，為地質災害應急管理提出了新思考、新驅動。地質災害應急管理智能化建設刻不容緩，而實現(xiàn)智能化建設就要依靠人工智能和大數(shù)據(jù)。

2 地質災害應急管理現(xiàn)狀和存在的問題

2.1 地質災害應急管理現(xiàn)狀

（1）已初步實現(xiàn)了多部門信息動態(tài)監(jiān)測與整合。2003 年起，中國國土資源部和中國氣象局組織相關業(yè)務部門，每年汛期聯(lián)合開展地質災害氣象預警預報工作。2018年8月，甘肅省地質環(huán)境監(jiān)測院與蘭州中心氣象臺達成協(xié)議，可直接訪問蘭州中心氣象臺業(yè)務內網(wǎng)，可以實時查看氣象部門所有雨量監(jiān)測數(shù)據(jù)，查看全省降水量預報圖。隴南市自然災害監(jiān)測預警指揮系統(tǒng)整合了氣象、水務、水文、國土等部門信息。針對地質災害布設了多種專業(yè)設備，實現(xiàn)了多種專業(yè)設備監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時傳輸和匯總。

（2）實現(xiàn)了地質災害應急信息服務和決策。依托指揮平臺的信息化建設，實現(xiàn)監(jiān)測、預警、響應、緊急撤離等措施下達、反饋以及動態(tài)調整。實時監(jiān)視災害性天氣預報、暴雨預警、路況預警、地質災害氣象風險預警、地質災害專業(yè)設備風險預警、洪水預警。

（3）實現(xiàn)了地質災害應急信息社會化服務。通過微信、QQ、微博、短信等通信手段，面向蘭州市和隴南市各級應急部門、國土部門、政府部門和公眾提供最及時、最全面的災害風險信息服務。

2.2 存在的主要問題

（1）應急指揮系統(tǒng)科技含量相對較低。蘭州市和隴南市自然災害監(jiān)測預警指揮系統(tǒng)建設時間為2010 年左右，采用的監(jiān)測預警系統(tǒng)是基于當時的技術建設而成，后期借助蘭州市和隴南市國家級監(jiān)測預警區(qū)的建設而得到不斷完善和提高。近些年隨著網(wǎng)絡技術的迅速進步，大數(shù)據(jù)、人工智能和5G 技術的興起，以前的系統(tǒng)搭建技術已經(jīng)明顯落后。

（2）缺乏信息的有效互動和高效利用。應急救災是多個部門、多角度、多深度的聯(lián)動活動，信息的及時互動對應急管理效果影響較大。高效的應急管理指揮調度取決于關鍵信息的實時掌握分析?，F(xiàn)有地質災害應急管理信息化是借助于氣象、專業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)和群測群防獨立建設，隴南市雖然實現(xiàn)了氣象、國土、水文和水務等部門信息的整合，但依舊缺乏針對地質災害氣象、專業(yè)監(jiān)測設備、群測群防的監(jiān)測信息及時傳輸和綜合分析。地質災害應急指揮部缺乏與交通、應急救災隊伍、后勤保障、網(wǎng)絡運營商等部門的信息溝通、共享和綜合利用。

（3）不能適應當前國家機構改革要求。應急管理部的成立使部門化、分專業(yè)的救災模式向綜合化、多災種、全過程的救援模式轉變。新的應急管理部門面對的是多災種綜合化管理，需要連接、收集、掌握和分析的信息來源部門多，加之災害本身的多源監(jiān)測數(shù)據(jù)，這勢必產(chǎn)生繁雜巨量的信息，地質災害應急指揮系統(tǒng)原有的存儲、運算等能力已經(jīng)無法滿足新機構、大應急的需求。

3 地質災害應急管理智能化建設

3.1 應急值守的智能化建設

地質災害應急值守是一份枯燥、工作量繁雜、責任重大的工作，需要7×24 h 值守。工作主要包括接受民眾電話反映信息、落實上級指示、內業(yè)處理、按時開展地質災害隱患點檢查、值班信息的處理和登記工作等。如遇險情災情報告，核實清楚后要立即層層上報，并按照主要領導的指示報市應急辦和區(qū)國土資源廳值班室，報告災情后要在第一時間立即趕往災害現(xiàn)場，進行現(xiàn)場處置。利用人工智能的邏輯和智能化處理技術，實現(xiàn)自動處理電話、文件等，自動完成各種文字材料的撰寫，提高值班效率，減輕值守人員勞動強度。

3.2 地質災害應急決策的智能化

智能決策是人工智能在地質災害應急管理應用中的核心內容。當有重大降雨預報，專業(yè)監(jiān)測設備預警，群測群防員收集匯報發(fā)生滑坡、泥石流險情等地質災害險情時，會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，需要分析所獲數(shù)據(jù)做出應對決策，開展應急人力和資源的布置方案。地質災害發(fā)生后，根據(jù)現(xiàn)場反饋的信息和前期信息、搶險救災隊伍部署、避險轉移方案、應急預案和現(xiàn)場基本情況、地形地貌特征等情況分析運算，自動提出救援決策意見，并能夠根據(jù)災害現(xiàn)場的動態(tài)變化自動修正決策意見。

3.3 應急處置的智能化指揮

應急處置的智能化指揮是應急工作最直觀的體現(xiàn)，面對險情和災情，基于智能化信息決策分析，產(chǎn)生指揮方案，它將根據(jù)當前環(huán)境、險情、災情，自動進行各層面的值班室、會商室、指揮調度中心的地質災害應急關鍵指揮信息切換，給地質災害應急指揮創(chuàng)造一個針對性強的指揮環(huán)境。

3.4 智能化信息服務

智能化信息服務相當于指導地質災害應急工作的一部說明書，有關地質災害的知識存儲在數(shù)據(jù)庫和云設施中，針對不同的指揮職級，隨時調用相關知識信息，向指揮部提供最全面的地質災害應急信息服務。

4 智能地質災害應急指揮系統(tǒng)初步框架

智能化地質災害應急指揮系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的地質災害應急指揮系統(tǒng)，本質的區(qū)別在于要利用人工智能和大數(shù)據(jù)實現(xiàn)“信息融合、人機合智、自我學習”，通過“機器學習”和“深度學習”完成自我學習和自我進化，同時結合地質災害應急指揮需求，相應地在服務層面做出針對性調整[9]。智能化地質災害應急指揮系統(tǒng)總體框架見圖1。

圖1 智能化地質災害應急指揮系統(tǒng)總體框架[9]Fig.1 Infrastructure for intelligent command system of geological disaster emergency

智能化地質災害應急指揮系統(tǒng)的特點：（1）信息收集的部門多、來源廣，對收集的信息開展數(shù)據(jù)分析、管理、審計后存儲在綜合數(shù)據(jù)庫和云設施中。存儲的數(shù)據(jù)用于后期決策分析，同時為學習層提供資源。（2）搭建學習層，系統(tǒng)可以自主根據(jù)綜合數(shù)據(jù)庫以及云設施或者互聯(lián)網(wǎng)中資源開始學習、改進。（3）為更好地實現(xiàn)系統(tǒng)智能化操作，在業(yè)務層設置語言識別功能。

智能化地質災害應急指揮系統(tǒng)建設的主要目標：（1）更多的部門和信息連接。基于大數(shù)據(jù)、大應急的智能地質災害應急指揮系統(tǒng)，要與水務、氣象、交通、自然、市政、住建、園林、旅游、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、媒體、應急和各區(qū)等部門實現(xiàn)部門業(yè)務層面和管理層面的連接。（2）更多的場景虛擬。根據(jù)其他先進設備采集的信息，比如LiDAR、InSAR、三維激光掃描等，建立地質災害現(xiàn)場三維虛擬場景模型，模擬降雨、地震等不良因素對地質災害觸發(fā)和規(guī)模的影響，以此制定應急救災力量分配方案，最大程度減輕地質災害影響。（3）更多的模型分析。借助于人工智能和大數(shù)據(jù)，可以建立多類型的滑坡預報模型、泥石流預報模型，還要建立災區(qū)及周邊道路交通路況分析模型、人群緊急撤離和疏導模型、三維場景虛擬展示模型等。

5 智能化地質災害應急系統(tǒng)建設設想

為了建設完成智能化地質災害應急指揮系統(tǒng)，應開展智能化產(chǎn)業(yè)建設和完善現(xiàn)有地質災害應急指揮系統(tǒng)。前者主要由專業(yè)的人工智能企業(yè)開展，后者由政府和地質災害應急管理相關部門開展。其中地質災害應急管理相關部門主要任務：（1）進一步完善現(xiàn)有地質災害應急管理信息化建設，加強信息化基礎設施建設；（2）建立多源的數(shù)據(jù)信息收集模式，將收集的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，作為后期人工智能學習的資料；（3）針對地質災害應急指揮特征，確定智能化地質災害應急指揮系統(tǒng)具體任務和目標；（4）尋求市場上具備智能化系統(tǒng)建設的企業(yè)，合作完成地質災害應急指揮智能化建設，并不斷完善[9，16]。

6 結語

鑒于人工智能的廣闊前景和國家規(guī)劃，本文提出通過人工智能建設智能化地質災害應急指揮系統(tǒng)的構想，讓地質災害相關工作人員和機構關注人工智能在地質災害應急管理方面的應用性和先進性，進一步推動地質災害應急現(xiàn)代化智能化發(fā)展與建設，使地質災害應急管理適應高科技的發(fā)展，從而更好地保證人民生命財產(chǎn)安全。