大数据与物联网应用下的公共安全管理研究

■ 迟菲

1 中国科学院科技战略咨询研究院 北京 100190

2 中国发展战略学研究会 北京 100190

随着物联网和大数据技术在中国的发展和智慧城市的兴起，越来越多的物联网和大数据技术被运用在了公共安全管理领域，对公共安全管理产生了各种不同的影响，这些影响有一些是积极的影响，可以实现更集约化、高效的公共安全管理，但也会给公共安全管理领域带来一些风险。目前对于我国大数据和物联网对公共安全管理影响的研究中，第一是集中在个别具体的空间区域，例如校园[1-3]、社区[4-5]、某个城市[6-8]等的研究，第二是重心在物联网技术方面[9-10]，第三是放在公共安全管理相关的某个具体机制，例如协同机制[11]的研究。大数据和物联网应用对公共安全管理的积极影响和风险的研究不多见，尤其是多数研究更多关注在积极影响方面，对风险的研究不多。本文将重点分析大数据与物联网应用对公共安全管理的积极影响以及带来的风险，并提出相关的建议。

1 大数据与物联网应用对公共安全管理的积极影响

公共安全管理不仅包括对突发公共事件的处置，也包括政府为应对突发事件所采取的日常性的管理行为。公共安全管理分为预防、准备、响应、恢复4个步骤。大数据与物联网技术可以对这4个阶段都产生积极影响。

1.1 预防

预防有两层含义，一是突发事件的预防工作，即通过一些方法，尽可能地防止事件的发生，实现本质安全；二是在假定突发事件必然发生的前提下，通过预先采取的预防措施，降低或减缓事故的影响或后果的严重程度。

在预防的过程中，大数据和物联网技术对预防能够产生的积极影响包括以下两方面。

1.1.1 有利于实时监控，更及时发现风险问题和事件 有一些突发事件在发生之前是有一些征兆的，如果能够及时发现这些征兆，就可能将突发事件防范于未然。例如，燃气爆炸事故前，会有可燃气体溢出，周围的人会闻到加在可燃气体里的能够闻到的“怪味”，就能知道附近有燃气漏气。网络舆情事件前期也是有发展规律的，例如，对某个话题的关注度上升。某些突发事件在发生前的征兆可以为预防带来价值，能够让某些事件在发生之前就得到及时处理，阻止事件的发生，让事情尚未酝酿成突发事件的时候，就戛然而止，不会造成更大的损失。

在非物联网的时代下，往往这些事件发生前的指标只能通过人工监测。例如，通过网格化的管理，把要监测的地方分为不同的网格，每个网络都派有网格员，经常定期巡查，发现问题及时报告。这样的方式比起更传统的监测模式有了很大的创新，然而，即使是人工做到如此精细化的管理，依然做不到实时监测。不能实时监测就意味着有些突发事件仍然无法第一时间发现异常。

而应用物联网就可以做到实时监测。通过物联网的前端传感器，可以实时监测某些环境下的各种指标的异常，利用大数据技术把前端收集到的数据进行实时分析，如果某方面指标超过阈值，能够第一时间让人们获知。物联网的实时监测，配合人工巡查，有利于相关工作人员第一时间发生异常，对异常做出紧急反应。例如，现在有些地方的地下管线装了燃气传感器、温度传感器等，一旦地下管线出现燃气，或者温度突然增加，相关部门的工作人员就能获知，这样可以避免发生燃气爆炸等事件。一些网络舆情事件也是如此，大数据技术有利于实时在线监控网络言论，以便于提前发现风险。

1.1.2 有利于预警和减缓突发事件 不是所有的突发事件都能在发生前期控制住，有些事件的发生无法阻止，最典型的是一些自然灾害，例如台风、地震、泥石流等。面对这些无法避免的突发事件，人们依然能够通过一些方式做好防备工作，进行预警，减缓突发事件对承灾体的影响，以将自然灾害对人和财产的危害降到最低。

而这方面的进展，主要依靠各种可以用于监测的传感器和后台分析系统，技术的进步可以让这方面做得更出色。例如，近年来地震相关传感器和数据分析技术的发展使得地震速报系统得以发展和完善，在地震来临时可以利用纵波和横波的时间差，提前若干秒给出预警信号，让人们迅速逃生。近年来的各种气象灾害的预测变得越来越精准，让相关部门和人员能够更好地提前做好防范工作，以减轻相关气象灾害带来的损失和不便。

1.2 准备

应急准备是针对可能发生的突发事件，为迅速有效地开展应急行动而预先所做的各种准备，包括建立应急体系、编制预案与演练、建设应急队伍、准备应急设备(施)与物资等，其目标是保持突发事件应急救援所需的应急能力。

大数据和物联网技术对准备工作能够产生的积极影响是，有利于建立完备的应急平台，应急平台包含了应急资源的数据库，应急感知和通讯系统、应急指挥系统、资源储存和调度系统等，可以为后面的应急响应做更完备的准备。近年来各级相关的应急管理部门都建立健全了应急平台和相应的感知系统、通讯系统和指挥系统，使得应急准备能力得到加强。最初建立应急平台时，出现的最大的问题是信息孤岛问题以及不实用的问题，不同部门因为一开始是独立建设应急平台的，导致不同平台之间的数据不兼容，产生信息孤岛现象，并且很多部门建设应急平台，只是为了建设而建设，实用性并不强。但经过后续几年的继续健全完善，相关的问题慢慢得到解决。这为应急准备奠定了良好的基础。各类应急感知系统、应急通讯装置，资源调度系统等，可以让指挥者和相关专家在远处就能对突发事件的情况以及拥有的资源有很好的掌握，并且能够通过应急指挥系统将相关指令更高效传达到相应的人员，有利于资源调度、应急指挥和决策。

1.3 响应

应急响应是在突发事件发生后立即采取的应急与救援行动，包括突发事件的发现与信息上报、人员的紧急疏散、急救与医疗、抢险措施、信息收集与应急决策等。

大数据和物联网技术对响应能够产生的积极影响包括以下几个方面。

1.3.1 有利于事件之后的自动响应或者人工响应物联网技术的有些传感器不仅只是可以在线监控一些数据，还可以根据一些数据的指标做出相应的反应，这样可以在事件发生的第一时间就通过系统做出一些合理的应急措施，把突发事件产生的损失降到最低。例如，有些烟感装置旁边配有自动的消防装置，可以在烟雾超过一定阈值的情况下，自动启动基本的喷水消防措施。有些燃气报警器在感应到数值超过一定阈值的情况下，会自动切断燃气阀门，阻止燃气继续出来。这样的方式可以有效降低发生严重突发事件的风险。

实时监控的数据也有利于在更短的时间内人工响应事件，实现更迅速地响应和上报，为突发事件的救援工作争分夺秒。

1.3.2 有利于应急资源更快到位 通过包含应急数据库的应急平台，就能看出哪些地方储存有哪些资源，通过大数据技术对这些资源和相关的地点进行分析，可以规划更合理的调度路径，可以更迅速获取应急资源，方便调度。例如，物联网技术使得一些应急车辆可以实时定位，在突发事件发生时通过系统大数据的计算，可以知道哪些地方的车辆能够最快赶到现场，方便车辆调度。

1.3.3 有利于辅助应急决策 在物联网和大数据没有发展的时代下，应急决策主要依靠指挥人员根据以往的经验结合现场能够获得的部分信息进行判断。而在物联网和大数据技术支撑的情况下，指挥人员可以通过现场物联网收集的数据，有更多的可以用于辅助决策的信息，这些信息可以经过大数据技术进行计算、模拟等，能够给出一些趋势信息，有利于指挥人员和专家更加科学地决策。

1.4 恢复

应急恢复包括快速恢复和全面恢复两个阶段，快速恢复工作包括突发事件的损失评估、事件原因调查、清理现场等。全面恢复包括受影响区域的重建，重建过程中需要考虑重新规划和发展。大数据和物联网技术对恢复能够产生的积极影响包括以下三个方面。

1.4.1 有利于事件调查 事件调查过程中，大数据技术可以模拟出部分突发事件的发展过程，进而有利于辅助推断出突发事件的起因情况。例如，在不知道起火原因和地点的情况下，通过物联网现场感知的数据进行火灾模拟，就能大致推断出火灾起初发生的情况，有利于分析火灾起因。

1.4.2 有利于损失评价 在做损失评价的时候，如果有物联网和大数据技术的支持，往往能够得到更多客观的损失情况，有利于让损失评价做得更科学合理。例如，很多自然灾害的损失评价可以通过遥感卫星或者遥感飞机采集的数据来进行评价，这样的评价更加科学合理、快速，既能节约成本，又能避免靠地方上报导致的各种数据偏差。

1.4.3 有利于恢复的规划 全面恢复阶段，恢复不一定要按照原来的样子去做，可以有新的突破和发展，通过大数据分析和计算机模拟，有利于让人们对未来的发展趋势有一定了解，可以根据未来的发展趋势，来做出具有超前性的恢复规划。根据上述分析的物联网和大数据技术对公共安全管理的影响，物联网和大数据应用下突发事件的应急管理过程可以归纳为图1所示。

2 大数据与物联网应用给公共安全管理带来的风险

大数据和物联网应用不仅能给公共安全管理带来积极影响，也会因为自身技术、运作模式等一些局限性，产生一些风险。对这些风险的认识，有利于人们通过合理手段，规避风险。通常所说的风险，实际上指的是一种损失的不确定性，它包括两层含义：一是可能存在损失；二是这种损失是不确定的。

笔者总结大数据与物联网应用给公共安全管理带来的风险如下。

2.1 物联网技术的易损性带来的感知风险

物联网技术由传感器、联网的计算机系统以及连接的线路组成。前端的传感器实时收集相关的数据，通过连接的线路，传到联网的计算机系统中。无论是传感器，连接的线路还是计算机系统，只要有一处发生故障，相关的数据都无法被监测到。然而，设备都会具有一定的寿命和脆弱性，导致自然老化的损坏，或者遭遇灾害的袭击而被损坏，当物联网设备被损坏之后，就可能产生一些感知的盲区，导致一些风险隐患可能会感知不到。

这方面的风险，只能通过提升物联网相关硬件设备的质量来降低。随着物联网硬件技术的发展，这方面的风险也会逐渐降低。

图1 物联网和大数据应用下的突发事件应急管理过程Figure 1 Emergency management process under Internet of things and big data application

2.2 物联网技术的感知局限性带来的风险

物联网感知精度和广度等的限制也会导致感知的盲区。物联网感知的精度和广度是受前端传感器的数量、精度以及感知的数据类型影响的。例如，有些视频监测可能没办法做到无死角，或者因为感知距离等原因无法对人脸进行精度识别；有些可燃气体的传感器，可以监测到一氧化碳、天然气、煤气等部分气体的浓度，无法监测其他可燃气体浓度。这种情况下，就可能会导致一些风险隐患无法被监测到，会忽略一些风险。有时候人工监测反而更容易发现这些物联网感知不到的风险。

这方面的风险，一方面可以通过提高物联网硬件技术的感知精度来降低，另一方面可以通过配合相应的人工监测来降低。

2.3 导致一些新型的犯罪事件或者其他突发事件的风险

物联网和大数据技术的发展会催生一些新型的产业。这些新型的产业在刚开始出现的时候，可能会因为考虑不周到等原因，导致一些人为的犯罪事件或者其他突发事件。例如，网约车服务就是基于物联网和大数据技术发展起来的新兴产业，之前出现过利用网约车有预谋的犯罪事件，之后滴滴打车就加强了对网约车的安全管理，通过设置紧急报警功能的方式，以及滴滴后台对车辆行驶路线的及时监测和预警，来加强网约车的安全性，避免类似的犯罪事件。

未来可能还会有一些新型的产业会滋生出一些新的风险。这些风险如果能够提前被推测出来，提前加强安全管理，在未来有可能会被避免。此外，突发事件的应急管理往往都是通过吸取以往突发事件的经验教训并改进而进步的。对于这样的一些未知风险，哪怕人们再在发生之前去尽力避免，也难以想到所有的风险点，所以发生突发事件之后总结的经验教训必不可少，会推动人们进一步采取措施避免风险。

2.4 物联网技术大规模瘫痪时导致社会混乱和无法很好应对事件的风险

所有的物联网和大数据技术都对电力和网络的依赖性非常强。在人类高度依赖电力，互联网以及物联网感应等技术的时候，一旦出现重大灾害，导致电力系统大面积崩溃，发生物联网相关设施瘫痪的情况，那么就会给社会带来严重影响，导致人们正常生活大部分事情都无法正常进行，会让很多设施功能瘫痪，并且可能还会引发社会恐慌等。在应急管理中，如果相应的感知和分析等设施瘫痪，也会给救援工作带来阻碍，无法为突发事件应急管理提供监测和数据支持。

风险程度可以通过风险损失的大小和发生可能性两个方面来衡量。根据这两个衡量标准，可以把风险分为“风险损失小，发生可能性小”“风险损失小，发生可能性大”“风险损失大，发生可能性小”“风险损失大，发生可能性大”这四个象限。把前面分析的风险按照这4类进行分类，结果如图2所示。

图2 数据与物联网应用给公共安全管理带来的风险损失和可能性分析Figure 2 Risk loss and possibility analysis of data and Internet of Things application to public security management

由于物联网技术总是有易损性的，哪怕技术再好都无法避免由于自然老化或者意外导致的损坏，但是相关损失不一定是很大的，因为很可能在未产生损失之前就被发现，及时维修或更换了，所以损失程度不一定高，可以把物联网技术的易损性带来的感知风险大致归为“风险损失小，发生可能性大”这一类。

由于物联网技术的感知局限性是可以通过多增加一些感知设备或者提高感知精度来实现的，所以这个可能性是可以比较小的，而它带来的风险损失往往也不会很大，因为哪怕精度不高，也至少能够监测到一些信息，所以把它大致归为“风险损失小，发生可能性小”这一类。

新兴事物出来之后，必然容易有在安全方面考虑不周全的事情，所以导致新型突发事件的风险的可能性比较高，并且一旦出现，可能会出现类似网约车有乘客被杀害这样的人身财产方面严重损失事件。所以把它大致归为“风险损失大，发生可能性大”这一类。

一般情况下，多数城市如果不是遇到严重自然灾害或者严重恐怖袭击，很难出现电力系统大规模瘫痪的事情，所以物联网技术大规模瘫痪导致的风险的可能性不大，但是一旦出现，必然是严重损失，因此，把它归为“风险损失大，发生可能性小”这一类。

以上的分类不是完全绝对的，可以根据具体事件的情况具体分析。

3 基于大数据与物联网的公共安全管理建议

针对目前大数据和物联网使用的情况，笔者在公共安全管理方面给出以下建议。

3.1 加强基于物联网和大数据的公共安全体制机制建设

传统经济下，公共安全的体制机制是一种不同部门分别负责某个方面的安全与应急管理的体制，负责安全与应急管理的不同部门主要靠人力巡查以及市民举报等方式，来获得突发事件信息，处置相应的突发事件。物联网和大数据时代下，能够在不依赖人的情况下，依靠物联网技术在更短时间内发现突发事件，也能够更合理调度应急资源，执行更科学合理的处置和恢复措施，必然涉及到一些相关单位体制机制的变革，从分散的安全与应急管理，变成综合性的大应急管理体系，以及相关的机制的调整。应急管理部的成立，标志着国家从分部门的传统应急管理，变成综合应急管理，体制的变化必然带来机制的变革。机制的变革过程中，需要根据时代发展的需求，考虑到物联网和大数据的影响，来建设最适应的机制体系，才能适应未来的发展需求。

3.2 加强民间力量投入公共安全管理的政策激励机制建设

物联网和大数据在公共安全管理应用方面的投资是巨大的，如果能够借助民间力量投入公共安全管理领域，可以降低公共安全管理的成本，提升公共安全管理的效果。民间物联网和大数据技术的发展，能够为公共安全管理提供很多便利支持。智慧社区的建立，不仅让社区生活变得更加便利化，也增加了社区的安全性，这本身就对公共安全管理质量有提升。而现在很多私家车和出租车通过手机等方式实现的实时GPS定位，可以给突发事件应急管理提供车辆方面的后备力量支持，例如，当某地发生严重突发事件导致大量人员伤亡，应急车辆、救护车辆等资源不够或者车辆无法及时赶到现场的时候，通过对接网约车等平台，能够调度周边的一些有意向当志愿者的车辆来协助支持突发事件的应急响应工作。如果能够制定相关民间力量参与公共安全管理的激励机制，有利于利用更多的民间力量来加强公共安全管理效果。

3.3 加强对新兴事物的风险关注

物联网和大数据的发展滋生了很多新兴事物，例如智慧城市、智慧社区、智能家居、共享经济。这些新兴事物的出现，也会带来一些前所未有的新的风险。例如，滴滴打车就曾经出现过利用网约车实行的不法犯罪事件，之后滴滴打车紧急增加了安全防范措施。物联网和大数据的发展使很多曾经人力监管的地方不再需要人力监管，但也会增加犯罪分子利用物联网监控技术犯罪的可能性。因此，一方面需要能够在新兴事物出现的时候，就通过对其风险的研究，来推演出可能出现的所有风险，并且做好相关的风险防控措施；另一方面，需要在出现突发事件之后，能够立刻补漏，“亡羊补牢”，让新兴事物的风险防控机制越来越完善。

3.4 做好物联网瘫痪情况下的解决方案

由于物联网和大数据都对电力和通信有着很强的依赖性，一旦电力和通信中断，往往会引起严重的后果，在发展物联网和大数据技术，以及利用这些技术带来的便利的同时，还要考虑到这些瘫痪下的解决方案。一方面，需要有一些能够替代性的应急性的设备。例如，一些电子类的门窗或者其他设备在失电的情况下打不开，所以设计的时候就还需要留有一套能通过机械方式打开的体系，这样以防出现失电情况下的无能为力。另一方面，需要考虑到在物联网和大数据瘫痪下该如何进行信息交流沟通，如何发布消息，如何组织相关的救援工作和疏散工作等。

3.5 加强基于海量数据的决策辅助系统的建设

物联网收集的海量数据为安全缓和应急管理的辅助决策提供了前提条件。未来应该加强基于海量数据的决策辅助系统的建设，加强对互联网上舆情事件的监控分析，对基于物联网感知的实时数据的风险评价、事中的可减缓性评价、可挽救性评价、可恢复性评价等的模型算法进行研究，针对不同的突发事件，研究出相应的模型算法，这样可以在突发事件发生前和发生过程中，基于这些实时得到的数据，来得到一些辅助决策的分析结果，为应急管理打下良好的基础。