公路交通应急装备物资储备管理技术发展综述

秦 箫

（交通运输部公路科学研究院，北京 100088）

0 前言

我国是世界上受自然灾害影响最严重的国家之一，灾害类型多、分布范围广，且具有多灾并发等特点，保障突发事件下道路抢通、装备物资及时高效运抵现场是交通运输行业的首要任务，因而面向局部路网阻断应急处置的应急装备物资的科学化储备就显得尤为重要。恰逢我国交通强国建设进入新发展阶段，结合当下不断涌现的大数据、通信技术、物联网、人工智能等新技术，面向自然灾害的应急装备物资储备也逐渐从过去的以储备为主的粗犷管理方式向精益化的全过程综合储备管理模式转变，为推动我国公路交通应急处置保障技术综合发展、实现路网阻断精准应急的目标提供了重要支撑[1]。

1 国内外技术发展路径

应急装备物资储备是应急管理全过程全链条中重要一环，也是应急处置工作的重要保障，其核心是满足突发事件应急决策下具体应急处置作业所需的装备、设备及物资的要求。对各国而言，有针对性地做好装备物资储备工作将有效提高突发事件的应急处置整体效能。当前，世界范围内应急装备物资储备研究主要涉及储备布局选址、应急装备物资标准化体系建设以及储备综合管理等方面。

1.1 国外情况

美国在联邦应急管理署（FEMA）设有专门的应急装备物资储备管理机构，平时主要负责救灾物资储备的管理、预测物资需求、规划运输线路等工作，并在全美机场、港口等交通便利地区建设了多所物资储备中心。应急资源也被分为8类，国内应急物资储备中心随当地灾害特点做不同的储备，同时，从国家层面构建了强制性的应急装备授权目录（AEL）和标准化装备目录（SEL），专门提供了6 663种示例产品，为应急处置装备储备提供了依据[2]。

法国在国内重点区域专门设立了3个应急物资库，并针对区域灾害特点配备有针对性的救援装备物资，在应急装备的储备模式上采用多元模式，当救援需要时亦可直接从企业租赁特种大型装备。为实现快速救援，法国还专门配备了救援直升机和飞机，由民事安全与危机管理总局负责管理协调，逐步形成了协同立体化的应急装备物资储备体系。

日本针对其地震、台风等自然灾害多发的问题，根据可能发生灾害的特征和规模设立救灾物资储备点，建立物资储备管理机制，将应急用品进行标准化的分类，并进行有效储备，对生产周期长、耐储存、种类特殊的装备物资进行重点储备，对其他装备物资建立多种储备模式，减少平时资源占用，并明确了专用装备管理办法、食品等物资储备周期及替换安置等要求，从管理上保障应急储备库的整体效能。

德国根据需求在全境内设立了多个自然灾害保护储备中心，并通过标准化配置和按需配备相结合的方式储备救援设备[3]。同时，也注重对各类事故的预防与准备，如针对化工园区可能发生的突发事件，在该区域储备的应急装备专业化程度高，配备了大型水炮消防车、干粉消防车、化学救援车、涡喷消防车、举高消防车、洗消车、发电照明车等。

美、欧、日等国在应急装备物资标准化建设的研究起步较早，对装备物资的分类、技术要求及适用范围等方面进行了说明或规定[4]，已逐渐形成了可支撑科学储备的标准，如表1所示。

表1 国外应急装备物资标准体系建设概况Tab.1 Overview of foreign emergency equipment standard system

在资源配置问题中，国外发达国家进行了大量的研究，形成了一套系统的应急资源配置与管理的理论与方法。国外研究人员应用数学规划方法求解一般资源的配置，还有应用优化算法解决实时或大规模的资源配置。此外，各个国家在装备物资储备供应环节还积极探索多源模式，依靠地方、志愿者等民间储备补充装备物资储备供应结构，提升应急管理的整体效能。

1.2 国内情况

我国应急储备相关研究工作起步较晚，2003年以来才逐渐开展系统性的研究。近年来，随着国家物资储备建设不断加强，相应的理论研究也渐渐增多。各位学者在国家装备物资储备系统和管理现状、储备库选址、储备评级指标体系、储备综合管理等领域进行了较为深入的研究。近年来交通行业管理部门正积极组织落实公路交通应急装备物资的分类与标准化建设，已形成了较为完整的技术发展框架，如图1所示。但是总体说来，国家层面应急物资储备的相关研究还比较有限，缺乏连续性和系统性。前期已建成的各级应急储备中心设施较落后，信息化建设程度较差，没有能够建立起与国家战略配套的法律法规，立法工作推进速度也相对缓慢。

图1 我国公路交通应急装备物资储备发展框架Fig.1 Development framework of highway traffic emergency resources reserve in China

截至2020年底，我国已在黑龙江、吉林、河南、浙江、甘肃、云南、四川、西藏、青海、新疆兵团等l0个省（区）基本建成14处储备中心并投入使用；广东、湖南、陕西、新疆、河北、山东等省（区）储备中心也正在开展建设工作，聚焦区域性灾害特点的路网抢通，以实现对公路交通应急处置的精准化保障。目前我国对各级公路交通应急装备物资储备的综合管理缺乏适用的统一的标准，这也对各储备中心应急装备物资的储备管理、做好应急保障提出了更高要求。

总结近年来我国重特大自然灾害道路应急抢通经验，梳理并凝练出现阶段公路交通应急装备分类，以挖掘机等为代表的工程机械类、以机械化桥等为代表的应急处置类以及以移动发电车等为代表的后勤保障类，但由于各储备中心所覆盖地域区位特点、自然灾害特征明显不同，所需专业装备功能、性能及其购置、维护与储备成本都存在显著差异，各级储备中心“储什么，如何储”是亟待解决的问题。

1.3 技术发展特点

从文献调研可知，国内外在应急装备物资储备管理方面发展路径基本相同，都经历了两个重要过程。一是以法律与标准体系推动的分散化发展阶段。理论研究方面，通过建立基于不同目标优化的模型，对储备库选址、布局以及储备方案等具体环节构建数学表达，再借助各类算法对模型方案进行验证，筛选出较为合理的方案。但在较早的研究中，模型建立的优化目标较为单一、影响特征也过于简单，往往效果与实际情况存在一定差距。国外装备物资储备的发展均基于各国较为完善的法律与标准体系，由于我国在应急管理体系建设方面较发达国家还有一定差距，因此相关研究成果转移转化存在一定障碍。美国、德国、日本等国家在应用领域呈现了部分成果，储备布局与规划多基于综合信息的有效利用与综合研判，各类优化研究也为工程应用提供了有效参考，储备管理则多依靠标准化体系的约束。在这一阶段，因储备库之间信息相互独立，并未形成规模化网络化的储备，装备物资储备管理过程大多依靠传统的以人工为主导的技术手段，自动化、信息化水平较低，对装备物资的监管也主要聚焦于储备库储备环节。二是以新技术加持的智慧化互联发展阶段。理论研究方面，随着云计算、大数据分析等技术的发展，构建的模型更加贴近实战，智能优化算法迭代速度明显加快，为储备库规划布局提供更为科学的参考。随着物联网、大数据等新技术在行业内应用不断深入并取得成功，相关成果也逐渐向应急储备管理领域扩展，装备物资储备供应全链条逐渐由软件系统替代人工进行全面管理控制，逐步实现信息化、可视化与智慧化的管理，储备中心与上下级指挥部门间、各储备中心间联系也更加紧密，初步实现网络化建设[5，6]。

2 技术研究动态及技术特征

各国逐渐完善的应急装备物资标准化体系让当前面对重大自然灾害时有更多的应对选择，但对越发多样的专业化装备材料的储备管理也充满了挑战，特别是对于公路交通应急装备物资的储备，将直接决定灾害情况下路网通行效率，高效、科学地对各类专用特种装备进行储备管理，则需要依靠信息化等新技术在装备状态追踪、智能高效管理及储备中心与其他机构协同互联等方面持续赋能。

2.1 基于电子标识的储备动态管理

得益于智慧物流技术发展，应急装备物资储备也在信息化建设方面积极探索，较为显著的应用是以基于射频识别为代表的电子标签技术的信息化仓储管理，通过此技术可对应急装备物资储备进行电子化、高效化管理，实现装备物资电子标签化以及全链条可追踪化。国外发达国家在射频识别技术软件、硬件和配套设施的研发应用上处于领先地位，并在多家企业进行应用，法国迪卡侬集团实现对商品准确掌握、高效盘点以及实时位置跟踪，简化了生产—销售流程，使得销售管理更加智能便捷，降低商品发生丢失的风险，极大提升商品个体管理效能。

近年来，我国在装备管理和仓储管理等方面利用射频识别技术远距离接触、多目标识别及抗干扰能力等优势，结合全球导航卫星系统GNSS、地理信息系统GIS等，解决了人员、场所和装备物资间实时感应、追踪和监控、运输过程中信息难以获取等问题，实现业务流、信息流和物流的有机整合。上海市2017年启用了全新的救灾物资储备库，该储备库配有基于智能化仓储管理云计算的智能化信息管理系统，运用射频识别和二维码识别技术将物资信息数字化，通过软件系统对救灾物资出入库、盘点、日常管理进行全面控制，并可在应急状态下向国家和上海市负责机构传输实时图像、语音和数据，整体达到国际先进水平，但缺乏对大型公路交通应急处置特种装备储备管理的经验；四川省公路交通应急装备物资储备中心利用射频识别技术，对储备的全部应急处置专业装备进行信息化动态管理，实现了每件装备实时跟踪、进出库登记及日常管理等环节的自动控制，相关信息直接汇总于中心指挥平台，大幅提高了信息流转效率。

2.2 基于物联网与大数据的储备智能综合管理

当前世界上灾害事故普遍呈现影响范围大、后果严重的特点，提升应急处置各链条的效率、实现科学化精准处置是各国迫切需要解决的难题。随着大数据、物联网、人工智能等新技术在我国各个行业中不断深入应用，应急装备物资智能化综合管理也成为提升应急管理综合效能的重要手段。

我国部分企业通过校企合作，将数字孪生技术逐渐引入物流领域，旨在打造全链条的数字化物流体系，进一步促使物流管理智慧化与物流系统智能化[7]，基于日常管理与典型事件数据，结合人工智能技术，实现储备综合管理绩效分析、各类方案自动生成等辅助决策功能，为企业高效管理、节能环保与降本增效提供了新思路，也为解决当前各级公路交通应急装备物资储备中心面临的问题提供了技术指引。

2.3 发展趋势

进入“十四五”建设新时期，行业主管部门也积极探索公路应急储备中心建设新模式，大力推进国储中心发展建设，立足区域需求与核心能力，结合应急救援联动与合作机制，进一步强化国储中心定位与分类，根据灾害特征、区位条件及建设模式将国储中心划分为三类，详见表2。

表2 国储中心分类及定位Tab.2 Systematic positioning of national highway traffic emergency reserve center in China

随着以国储中心为代表的公路交通应急装备物资储备中心分类分级与功能定位进一步明确，未来公路交通应急装备物资储备管理将全面进入信息化智能化时代，聚焦装备物资的综合储备管理，随着大数据、物联网、云计算等技术的不断发展和行业应用深入，储备信息平台将全面建立，并实现与应急指挥决策系统的接入[8]。如图2所示，各级公路交通应急储备中心装备物资信息化建设全面升级，实现对各类要素数据化。装备物资单体电子标签化，可对其运输轨迹进行追踪与健康监测，历史数据及典型案例数据以及灾害现场信息可为人工智能提供学习与精准匹配资源。基于云计算的数据存储与分类，可集成各领域数据库，满足应急情况下各类信息的有效调用与匹配。基于大数据分析实现装备物资储备数量与储备模式优化方案辅助决策，并实现储备节点合理规划布局，建立应急供应网络，数据基本实现实时共享。此外，应急装备物资储备模式将实现立体、多元化特点，应急储备中心管理实现无人化控制，应急装备物资储备数量、搭配方案智能决策，最终平台实现各级储备中心网联与协同决策，可基于立体化、网络化提供调配方案。

图2 公路交通应急装备物资储备管理技术发展Fig.2 Technical development of highway traffic emergency resources reserve management

对于增强型国储中心兼顾装备研发与培训演练的新定位，其技术发展核心也是基于全要素数据及其关联匹配，经验问题信息化呈现与定量化表达，基于数据的集成匹配等将是需求描述与测评体系构建的重要支撑。虚拟现实、推演仿真等技术作为信息化、数据化应用的载体，广泛应用于培训与推演。

3 科技需求发展建议

我国在应急科技建设上已取得了长足的进步，缩小了与国外先进水平的差距，但公路交通应急装备物资储备体系建设与管理水平较发达国家还有一定差距，因此应立足当下、着眼未来，结合国内外应急管理技术发展及社会需要，有针对性地进行技术研究与储备。

（1）加强行业引领作用，制订行业标准《公路交通应急装备物资储备中心建设规范》，加快完善增强型国储中心技术建设，覆盖应急处置全要素的“研发-储备-培训-演练-应急”全链条，如图3所示，形成技术牵引、应用反馈的可持续发展格局，并积极发挥国储中心服务应用端示范作用，促进技术与管理成果平移与下沉，支持区域内各级公路应急储备中心建设发展，形成部、省、市三级公路交通应急装备物资储备体系。

图3 增强型国储中心技术发展框架Fig.3 Development framework of intensive highway traffic emergency reserve center

（2）加强顶层设计，积极开展面向不同灾害的应急管理全链条全过程装备物资需求研究，基于实战经验量化、集成应急装备需求，构建专用应急装备“组件→系统→体系”的研发链条，推动研究面向典型灾害场景的专用应急装备研制，建立综合应急实训基地。同时，应开展基于综合效能的应急装备的测试评价方法研究，构建灾害—装备—能力指导清单，加快应急装备物资储备体系建设，并逐步形成标准化的指导。

（3）建立面向不同区域、不同层级的科学化、规范化、标准化兼顾个性化的应急装备物资储备高效综合管理体系，实现应急装备物资储备合理、管理有序，探索多级别多区域应急装备物资协同调配方法，加强三级应急储备联动机制落地与技术赋能。逐步完善应急预案体系的整体性，明确公路交通应急处置联动跨部门跨区域合作机制[9]，打通应急装备物资储备与调用协调网联壁垒。

（4）强化应急处置方法优化与人员素质提升，以从业人员职业技能大赛为创新形式，开展应急人员（指挥+作业）培训及大规模综合应急演练体系建设。联合高校、科研院所等机构共同构建公路交通突发事件应急处置多元知识库，设计开发基于情景应对的应急演练方案，以信息化、数据化技术手段为载体，实现人员、装备、应急方法等要素测评，促进应急处置方法、应急装备性能与人员综合素质不断优化，形成面向平时服务应用，“产、学、研、用（管）”共同参与的公路交通应急储备综合效能提升新模式。

4 结语

本文梳理了国内外应急装备物资储备库选址理论方法的进展，立足公路交通领域总结了应急资源的储备管理由过去相对独立、人工主导逐渐向自动、无人及网联化的发展趋势。介绍了发达国家应急装备物资标准化储备管理体系的成功经验，结合当前世界范围内新技术发展特点与我国实际应急处置需求，为我国公路交通应急装备物资科学化储备管理提出了应开展科学储备标准体系与信息化、智能化应急装备物资储备管理体系建设的具体建议。