國家公園安全事件監(jiān)測預(yù)警現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)與 對策 ——基于多源信息集成共享的研究

　　摘 要：隨著智慧城市的發(fā)展，國家公園依靠多傳感器部署、視頻圖像處理以及無線通信等技術(shù)的集成應(yīng)用，成為安全事件實時監(jiān)測預(yù)警的有效手段。根據(jù)國家公園安全信息管理與應(yīng)用的需求，建立基于多源信息集成共享的監(jiān)測預(yù)警體系，對安全事件監(jiān)測預(yù)警分類及信息源進(jìn)行劃分，規(guī)范多源、異構(gòu)信息源之間的數(shù)據(jù)內(nèi)容、組織及交換方式，從應(yīng)用、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)等方面構(gòu)建國家公園安全事件監(jiān)測預(yù)警的集成，實現(xiàn)國家公園內(nèi)部監(jiān)測預(yù)警信息之間以及與國家公園主體范圍外的監(jiān)測預(yù)警信息的數(shù)據(jù)交換和共享。

　　關(guān)鍵詞：國家公園 安全事件 監(jiān)測預(yù)警 信息集成共享

　　近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)生活水平的提高，公眾參觀游覽、休閑度假、康樂健身及開展科學(xué)文化等活動的需求不斷增加，國家公園作為國家修建并經(jīng)營的自然觀賞、休息游玩的公共區(qū)域，已成為大眾休閑生活的重要活動場所。與此同時，在國家公園日常運(yùn)行過程中，突發(fā)傷害人身安全和健康，或者損壞設(shè)備設(shè)施，或者造成經(jīng)濟(jì)損失，進(jìn)而導(dǎo)致國家公園日常經(jīng)營活動受影響的意外突發(fā)公園安全事件呈上升趨勢[1] 。頻發(fā)的國家公園安全事件嚴(yán)重影響國民旅游休閑行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展，國家公園是國民休憩娛樂目的區(qū)域構(gòu)成的主體，研究國家公園安全事件監(jiān)測預(yù)警有助于加強(qiáng)安全事件信息傳播并為公眾安全、防災(zāi)減災(zāi)提供保障。因此，國家公園安全事件監(jiān)測預(yù)警逐漸成為公眾關(guān)注和社會研究的重點[2-4] 。而目前我國對于健全的國家公園安全事件預(yù)警體系構(gòu)建還亟待完善，對于多源化、異構(gòu)化的安全事件監(jiān)測預(yù)警信息集成共享還缺乏統(tǒng)一規(guī)范。盡管隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)的不斷發(fā)展，海量信息集成共享在各行各業(yè)的應(yīng)用不斷深入，但信息集成共享在國家公園建設(shè)和管理上，特別是在突發(fā)安全事件的運(yùn)用上還有較大發(fā)展空間。為此，非常有必要基于信息集成共享的策略，來研究國家公園的安全監(jiān)測預(yù)警架構(gòu)，實現(xiàn)國家公園實時可靠的安全事件預(yù)警機(jī)制。

　　一、國家公園安全監(jiān)測預(yù)警現(xiàn)狀

　　1. 我國國家公園安全事件監(jiān)測預(yù)警體系構(gòu)建的迫切性

　　國家公園游覽產(chǎn)業(yè)作為國家旅游產(chǎn)業(yè)的重要方面，牽涉的環(huán)節(jié)(包含游覽、交通、文物管理等)復(fù)雜多樣，各類潛藏的安全風(fēng)險眾多。國家公園自然災(zāi)害、園區(qū)體制以及社會因素等多方面，突發(fā)事件呈現(xiàn)多元化、頻發(fā)態(tài)勢，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

　　(1)自然災(zāi)害事件的發(fā)生頻率明顯偏多，對國家公園產(chǎn)生的綜合影響也越來越廣泛。例如：極端氣象帶來的自然災(zāi)害越來越頻繁，由此引發(fā)的洪水、園區(qū)泥石流、園區(qū)生態(tài)災(zāi)難等地質(zhì)地貌災(zāi)害，都對國家公園的安全運(yùn)作產(chǎn)生了不良影響。自然災(zāi)害引起的安全事件具有不可預(yù)知性，且影響范圍廣泛，次生危害性大。

　　(2)公眾出行需求旺盛與園區(qū)最大承載量受限之間的矛盾日益突出，園區(qū)容量超載背景下的突發(fā)安全事件不斷增加。公眾假期出行集中造成園區(qū)客流量不斷攀升，園區(qū)容量不足進(jìn)一步導(dǎo)致各種踩踏、擠壓事故多發(fā)。如2013年，九寨溝景區(qū)發(fā)生滯留事件，2015年上海外灘擁擠踩踏事件造成36人死亡，49人受傷[5] 。

　　(3)公園基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)急體系不完善、公眾安全意識淡薄以及自救能力受限等因素造成的突發(fā)安全事故不斷發(fā)生。近年來，公園景區(qū)涉水溺亡、高處跌落等事故時有發(fā)生，公眾風(fēng)險防范能力偏低以及公園管理不到位導(dǎo)致事故數(shù)量和傷亡人數(shù)不斷增加。

　　(4)社會矛盾問題凸顯，國家公園作為人員密集場所，極易引發(fā)各種公共安全事件。社會治安事件、爆炸、恐怖襲擊等社會風(fēng)險因素存在造成的園區(qū)安全事件都將嚴(yán)重威脅國家公園的安全保障，相關(guān)主管部門、園區(qū)管理機(jī)構(gòu)及公眾都應(yīng)予以重視。

　　我國國家公園的類型多元化，游覽人群數(shù)量龐大，使我國國家公園安全突發(fā)事件具有種類多樣性、不可控因素廣泛性等特點。根據(jù)統(tǒng)計，2015年各地景區(qū)旅游安全突發(fā)事件統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，安全突發(fā)事件共105起，共造成689人死亡。近幾年，各園林、景區(qū)的安全事故突發(fā)頻率依舊居高不下。

　　綜上，頻發(fā)、重發(fā)的國家公園安全事件突發(fā)要求我國建立健全實時、可靠的國家公園安全預(yù)警機(jī)制。

　　2. 我國構(gòu)建國家公園安全事件監(jiān)測預(yù)警體系的法律基礎(chǔ)及規(guī)范

　　(1)《環(huán)境保護(hù)法》、《風(fēng)景名勝區(qū)條例》、《國家級森林公園管理辦法》、《國家重點公園管理辦法》等相關(guān)法律法規(guī)都建立了不同類型的國家公園管理體制規(guī)范。

　　(2)《國家突發(fā)公共事件總體應(yīng)急預(yù)案》劃分了四類緊急事件，并按突發(fā)事件性質(zhì)、嚴(yán)重程度等因素進(jìn)行了分級，并為安全事件預(yù)測和預(yù)警進(jìn)行了總體要求。《突發(fā)公共衛(wèi)生事件應(yīng)急條例》、《國家自然災(zāi)害救助應(yīng)急預(yù)案》等都規(guī)定了特定事件下的預(yù)警制度。

　　國家各類法規(guī)規(guī)范的制定在逐步完善，但目前還沒有專門性的立法來規(guī)范國家公園安全事件的監(jiān)測預(yù)警制度。國家公園安全事件監(jiān)測預(yù)警還在較大范圍的法律法規(guī)框架下，缺乏具體化的實施辦法與行之有效的策略。

　　二、建立和完善國家公園安全事件監(jiān)測預(yù)警的挑戰(zhàn)

　　1. 多元化的園區(qū)風(fēng)險信息的監(jiān)測和預(yù)警共享不夠完善

　　國家公園安全事件類型復(fù)雜多樣，事件監(jiān)測和預(yù)警的主體也不盡相同，特別是隨著近年來傳感器網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，實時的園區(qū)警報信息提供了異構(gòu)、多源化的信息源頭。與此同時，視頻監(jiān)控、人工巡視等都為多元化的國家公園安全事件預(yù)警信息的共享提供了信息源。如何實現(xiàn)多源、異構(gòu)信息之間的集成共享成為國家公園安全事件實時監(jiān)測預(yù)警的前提保障。

　　2. 國家公園區(qū)域內(nèi)部統(tǒng)籌預(yù)警不夠健全完善

　　各專項監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)之間的信息共享不暢通，與此同時，統(tǒng)一的監(jiān)測預(yù)警后臺對各專網(wǎng)間的缺乏有效的綜合評估，各專網(wǎng)間彼此協(xié)調(diào)配合不夠。單純依靠獨立的預(yù)警系統(tǒng)難以發(fā)揮整體功能，在相對獨立的專項監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)基礎(chǔ)上，統(tǒng)一的后臺監(jiān)測預(yù)警平臺應(yīng)綜合園區(qū)整體資源以及相關(guān)因素以進(jìn)行園區(qū)安全保障的綜合預(yù)警，進(jìn)而能夠?qū)ν话l(fā)安全事件進(jìn)行有效疏導(dǎo)。

　　三、國家公園安全事件監(jiān)測預(yù)警對策- 基于多源信息集成共享的監(jiān)測預(yù)警體系

　　針對當(dāng)前國家公園安全事件監(jiān)測預(yù)警面臨的問題，本文基于信息集成共享建立國家公園安全事件監(jiān)測預(yù)警體系。通過部署傳感器網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等實現(xiàn)國家公園安全信息的實時獲取，并通過統(tǒng)一的后臺預(yù)警信息集成共享平臺實現(xiàn)多源異構(gòu)信息共享。

　　1. 系統(tǒng)架構(gòu)

　　如圖1所示，面向國家公園安全事件預(yù)警信息集成共享中，專項監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)實現(xiàn)專項安全事件的預(yù)警，網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)遵循一般的傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。專項監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)中，傳感器與現(xiàn)場控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸方式有兩種，有線方式和無線方式，有線方式可采用基于 CAN總線/HART協(xié)議，無線方式可采用如ZigBee、Wi-Fi 等協(xié)議方式;現(xiàn)場控制器與后臺數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳輸通過接入網(wǎng)設(shè)備接入到互聯(lián)網(wǎng);核心網(wǎng)采用基于IP協(xié)議的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。視頻監(jiān)控器經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，將視頻監(jiān)控信息通過視頻監(jiān)控專網(wǎng)接入預(yù)警信息集成共享平臺

　　在國家公園安全監(jiān)測預(yù)警信息集成共享應(yīng)用中，專項監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的傳感器節(jié)點(E)作為一個設(shè)備，可以由傳感器(S)單獨組成(E1)，也可以由傳感器和控制器(C)共同組成(E2)。組成傳感器結(jié)點的傳感器可以有一種或多種，同一傳感器可以有一個或多個?？刂破髫?fù)責(zé)調(diào)解控制設(shè)施內(nèi)的參數(shù)，執(zhí)行器(A)應(yīng)根據(jù)控制器輸出的指令執(zhí)行具體操作。傳感器結(jié)點和路由器(R)經(jīng)由網(wǎng)關(guān)(G)通過互聯(lián)網(wǎng)或無線網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器或用戶端相連接。在國家公園安全監(jiān)測預(yù)警信息集成共享應(yīng)用中，視頻監(jiān)控專網(wǎng)通過部署多個視頻監(jiān)控器(m)，實現(xiàn)視頻信息的實時采集。

　　在實際應(yīng)用中，可根據(jù)具體環(huán)境特點、結(jié)點距離、能源供給等情況部署傳感器網(wǎng)絡(luò)。此外，在國家公園安全監(jiān)測預(yù)警信息集成共享應(yīng)用中，用戶可通過文本錄入的形式對國家公園安全監(jiān)測預(yù)警信息進(jìn)行上傳。

　　2. 基于多源信息集成共享的國家公園安全事件監(jiān)測預(yù)警內(nèi)容

　　國家公園在突發(fā)事件安全監(jiān)測預(yù)警中，主要結(jié)合傳感器網(wǎng)絡(luò)、視頻圖像、文本錄入等形式進(jìn)行信息的實時采集，信號源形式主要為各傳感器監(jiān)測信號、視頻圖像信號、文本語義信號等。如表1所示，基于多源信息集成共享的國家公園安全事件監(jiān)測預(yù)警主要完成以下事件的監(jiān)測預(yù)警：

　　(1)自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警，主要對象包括地質(zhì)災(zāi)害(如地震、地面沉降等)、地貌災(zāi)害(如泥石流、滑坡、崩塌等)、氣象災(zāi)害(如臺風(fēng)、雨澇等)、水文災(zāi)害(如洪水、水污染等)、生物災(zāi)害和海洋自然災(zāi)害等類型[5] 。國家公園除通過園區(qū)構(gòu)建的視頻專網(wǎng)及傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實時的自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警外，還可以通過與國家公園主體外的外網(wǎng)(如國家地震局網(wǎng)站)進(jìn)行信息的交互共享。

　　(2)重大事故災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警，主要對象包括交通事故、火災(zāi)、電氣事故、?；肥鹿省@區(qū)設(shè)施損毀事故等類型。國家公園在重大事故災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警中，主要結(jié)合視頻、消防等多元化的信息獲取方式，實現(xiàn)對突發(fā)重大事故災(zāi)害的實時、可靠監(jiān)測[6] 。如火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警中，由于國家公園儲藏著自然和人類文化遺產(chǎn)的實物，一旦發(fā)生火災(zāi)將造成不可預(yù)估的損失，園區(qū)利用感煙、感溫、光輻射等探測器，能夠及時準(zhǔn)確地對火災(zāi)發(fā)生進(jìn)行預(yù)估報警[7] 。

　　(3)公共衛(wèi)生事件監(jiān)測預(yù)警，主要對象包括傳染病疫情、食品安全事故、中毒事件、群體性不明原因疾病等。隨著公共衛(wèi)生事件防范意識的整體增強(qiáng)，國家公園對公共衛(wèi)生監(jiān)管力度也在逐漸增加。如通過污水傳感器進(jìn)行景區(qū)飲用水的監(jiān)測。

　　(4)社會安全事件監(jiān)測預(yù)警，主要對象包括群體性踩踏事故、暴力恐怖事故、社會動亂事件、重大社會治安事件等類型。特別是隨著近年來公眾假日出行人數(shù)的增加，園區(qū)因容量不足而導(dǎo)致各種踩踏、擠壓事故時有發(fā)生。為應(yīng)對國家公園人流超負(fù)荷安全隱患，通過部署視頻及傳感器(如紅外計數(shù)器)網(wǎng)絡(luò)實時進(jìn)行客流容量、客流密度、客流位置、客流方向及客流速度等參數(shù)的監(jiān)測[8,9] 。除此以外，各種安防相關(guān)的傳感器設(shè)備可以針對園區(qū)周界圍墻內(nèi)外各種異常情況進(jìn)行安全防護(hù)監(jiān)視，實現(xiàn)周界監(jiān)控、禁區(qū)防范等功能。

　　(5)生命線系統(tǒng)故障監(jiān)測預(yù)警，主要包括交通、通訊、供水、供電、供氣工程等故障。園區(qū)的生命線系統(tǒng)的依賴日益增強(qiáng)，一旦破壞，造成的功能破壞及次生災(zāi)害更強(qiáng)。國家公園通過視頻、文本、傳感器設(shè)備(如水壓傳感器、流量傳感器、超聲波傳感器、紅外熱傳感器、如漏磁傳感器、超聲波傳感器)等可實現(xiàn)對相關(guān)安全事件的監(jiān)測預(yù)警。

　　(6)生態(tài)環(huán)境事件監(jiān)測預(yù)警，主要針對各種直接環(huán)境污染和衍生污染行為的安全監(jiān)測預(yù)警，以避免環(huán)境污染造成的公眾身體損害。生態(tài)環(huán)境事件監(jiān)測預(yù)警包括大氣、水浸、土壤、文物建筑防雷、文物建筑防震、室外陳設(shè)病害、動物、病蟲害、溫濕度等監(jiān)測預(yù)警類型。

　　相關(guān)內(nèi)容可參考：開放式城市公園景觀安全性

　　隨著時代的發(fā)展，開放性城市公園成為許多城市為民辦實事項目之一。開放式公園作為現(xiàn)代城市中的基礎(chǔ)設(shè)計，如因設(shè)計不當(dāng)出現(xiàn)的安全隱患將直接影響著人們的生命及其財產(chǎn)安全。所以，在開放式公園的設(shè)計前期，充分地考慮安全性的設(shè)計是十分必要的。

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