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应急救援领域数字化技术及应用发展现状

应急救援数字化技术及应用的发展在提升救援能力和效率方面取得了显著成效,但也面临着诸多挑战。

         在全球气候变化和城市化进程加速的大背景下,各类灾害发生的频率和强度充满不确定性,这也导致应急救援与防灾减灾的工作面临着前所未有的挑战。数字化技术的蓬勃发展为应急救援领域带来了新的曙光。

  利用数字技术提前监测预警各种自然灾害,配合定位与导航设备,以及人体体征传感设备,再配合通信设备、指挥设备等完成应急救援的指挥调度,也可以利用模拟技术提前演练,减少真实情况发生时的失误。这些创新技术的应用,推动着应急救援从传统模式向数字化、智能化方向转型,迈向智慧应急发展新阶段。

  一、应急救援数字化转型的驱动要素

  1.1 全球灾害形势演变

  近年来,全球自然灾害的发生愈发频繁,造成的经济损失也在持续攀升。联合国减灾署统计数据显示,2000 - 2022 年全球自然灾害经济损失年增长 7.3%。在中国,应急管理部数据表明,2022 年启动应急响应 98 次,较 2018 年增长 160%。[1]

  灾害形势的日益严峻,使得传统应急救援方式难以满足实际需求,迫切需要借助数字化技术提升救援效率和精准度,以减少人员伤亡和财产损失。

  1.2 政策法规驱动

  政策法规在应急救援数字化转型过程中发挥着重要的引导和推动作用。中国 “十四五”国家应急体系规划明确提出,到 2025 年要建成现代化应急指挥体系 [2],这为应急救援数字化建设设定了明确的目标和方向。欧盟的 RescEU 计划在 2021 - 2027 年投入 34 亿欧元建设联合应急救援平台,通过政策支持和资金投入,加速应急救援数字化技术的研发和应用。

  1.3 技术融合创新

  技术融合创新是驱动应急救援数字化转型的核心引擎。以 5G 和北斗技术为例,二者融合后的定位精度可达厘米级,在武汉火神山医院建设过程中发挥了重要作用,实现了精准的工程定位和高效的施工调度。数字孪生技术在灾害模拟方面也取得了显著成果,美国 FEMA 应用实践显示,该技术使灾害模拟准确率提升 40%,为灾害预警和救援方案制定提供了有力支持。

  二、应急救援领域核心技术体系

  应急救援领域目前有多重前沿技术融合应用,涵盖多方面技术的有机整体,在预防、应对灾害与事故时发挥关键作用,极大提升救援效率和效果,保护生命财产安全。主要涵盖智能感知网络、大数据决策与 AI 技术、智能救援装备、通信保障技术及数字孪生与仿真推演等。

应急救援数字化技术图谱,a&s Research 制作

  2.1 智能感知网络

  智能感知网络是应急救援数字化的 “千里眼” 和 “顺风耳”。多光谱卫星监测技术发展迅速,风云四号卫星能够实现 6 分钟级灾害成像,及时获取大范围的灾害信息。在城市生命线监测方面,合肥市布设了 8.5 万个智能传感器,预警准确率高达 92%,能够实时监测城市燃气、供水、供电等关键基础设施的运行状态,提前发现安全隐患并发出预警。

  2.2 大数据决策与 AI 技术

  大数据决策系统为应急救援提供了科学的决策依据。应急管理部大数据平台接入 21 个部委数据(数据来源:应急管理部),日均处理 PB 级信息,通过对海量数据的分析和挖掘,能够快速准确地评估灾情,制定合理的救援方案。2024 年,谷歌研究团队研究的新人工智能模型发布了 AI 洪水预测系统,该系统可以提前 7 天对 80 个发展中国家的洪水灾害进行预警,有效提高了这些地区的防洪减灾能力。

  2.3 智能救援装备

  智能救援装备的出现极大地提升了应急救援的能力和效率。如消防机器人在火灾救援中发挥着重要作用,中信重工的防爆消防机器人耐温可达 1000℃,能够深入危险区域进行灭火作业。无人机集群在应急救援领域的应用也十分广泛,可用于监测预警、指挥调度和应急通信支持等多个环节,为救援工作提供全方位的支持。

  2.4 通信保障技术

  通信保障是应急救援工作顺利开展的关键。高通量卫星在应急通信中发挥着重要作用,亚太 6D 卫星单机载频宽 1Gbps,在河南暴雨救援中保障了受灾地区的通信畅通。华为的 PowerStar 自组网技术则能够在断网环境下实现 72 小时通信保障,确保救援现场的指挥调度和信息传递不受影响。

  智慧应急细分市场在政策扶持、技术进步与市场需求的多重推动下蓬勃发展,不同细分领域规模增长迅速且竞争格局各异。大型企业凭借资源和技术优势占据主导地位,中小企业聚焦细分领域差异化发展,市场活力充沛。

  三、智慧应急细分市场规模

  智慧应急细分市场在政策扶持、技术进步与市场需求的多重推动下蓬勃发展,呈现出持续增长的态势,不同细分领域发展各具特点,对提升应急管理水平发挥着关键作用。

智慧应急细分市场规模及趋势预测制图:a&s Research 制作

  3.1 智能监测设备市场

  灾害监测预警是应急救援的第一道防线, 在工业安全生产、自然灾害预警等领域需求旺盛,市场规模增长迅速。以核电站等特殊场景为例,智能监测设备年增长率保持在 25% 以上。 2024 年,在地质灾害频发区的智能监测体系建设中,云南、四川等省份已启动招标的北斗位移监测终端采购规模超 15 万台。随着国家对安全监测重视程度的提升,以及 5G、物联网等技术的发展,智能监测设备的应用场景不断拓展,市场规模将持续上升。

  3.2 应急救援装备市场

  应急救援装备涵盖消防机器人、无人机等产品,市场前景广阔。其中,救援无人机发展迅猛,预计 2025 年中国市场规模破 120 亿。大疆行业应用无人机在应急救援领域市占率达 67%,占据较大市场份额。消防机器人也在不断发展,中信重工防爆消防机器人耐温达 1000℃,为火灾救援提供有力支持。随着技术的不断进步,应急救援装备在智能化、专业化和高效化方面将不断提升,市场规模将稳步增长。

  3.3 智慧应急平台市场

  在应急指挥调度方面,数字化技术的应用显著提升了响应速度和决策效率。浙江省应急 “一张图” 平台整合了 87 个系统,通过对各类数据的集中展示和分析,实现了应急指挥的可视化和智能化,响应速度提升了 60%。伴随着技术的应用和驱动,2023 年中国智慧应急平台市场空间达 15.3 亿元,近几年来增长态势强劲。

  从市场发展趋势来看,基于 “十四五” 国家应急体系规划要求,到 2025 年智慧应急指挥平台覆盖率要超 80% ,财政投入年均增长 25%,这将有力推动智慧应急平台市场规模持续扩张。如赛迪顾问预测 2025 年整体规模将突破 1600 亿元,其中 AI 驱动的智能研判系统份额将提升至 35%。随着技术的成熟和应用场景的拓展,未来智慧应急平台在功能集成、数据处理和决策支持等方面会更加完善,市场规模有望进一步扩大。

  四、应急救援数字化升级面临的技术挑战

  4.1 数据治理挑战

  数据治理是应急救援数字化面临的重要问题。目前,部门数据孤岛现象较为严重,某省应急平台仅接入 38% 委办局数据,数据分散且难以共享,影响了应急救援的协同效率。此外,视频数据利用率较低,现有 AI 算法有效解析率不足 65%,无法充分发挥视频监控在应急救援中的作用。

  4.2 技术成熟度限制

  部分数字化技术在应急救援应用中还存在成熟度不足的问题。数字孪生建模误差在复杂场景模拟中较为突出,偏差最高达 23%,影响了灾害模拟的准确性和救援方案的可靠性。救援机器人的适应性也有待提高,70% 的产品无法通过标准废墟测试场,在实际救援中难以发挥预期作用。

  4.3 标准体系缺失

  标准体系的缺失制约了应急救援数字化的发展。在设备通信协议方面,市面 43% 的物联设备无法互联互通,导致不同品牌、不同类型的设备之间无法协同工作。数据接口规范也不统一,省级平台平均对接耗时 6.8 个月,增加了系统建设和运维的成本。

  五、未来发展趋势研判

  未来,空天地一体化监测将成为应急救援数字化技术的重要发展方向。通过卫星、无人机、地面传感器等多种监测手段的融合,实现对灾害的全方位、实时监测,获取更加准确、全面的灾害信息。同时,人工智能、区块链、物联网等技术的深度融合,将进一步提升应急救援的智能化水平和数据安全保障能力。

  随着全球自然灾害发生频次的提升以及各类安全事件的爆发,全球应急产业需求规模将呈现出持续增长的态势。根据全球知名咨询公司 MarketLine 发布的相关信息,2024- 2029 年全球应急产业年均复合增长率预计在 6%-8% 之间,2024 年全球应急产业市场规模将达 1.43 万亿美元,并在 2025 年超过 1.5 万亿美元,到 2029 年全球应急市场规模将可达 1.67 万亿美元 [4] 。

  应急救援数字化技术及应用的发展在提升救援能力和效率方面取得了显著成效,但也面临着诸多挑战。通过解决数据治理、技术成熟度和标准体系等关键问题,加强技术融合创新,应急救援数字化将迎来更广阔的发展空间。

  参考资料:

  [1]《2023年全球自然灾害评估报告》

  [2]《数智赋能、人人应急:社会应急数字化研究报告》,中国应急管理学会、腾讯研究院

  [3]《中国城市应急管理数字化转型研究报告(2023)》

  [4]全球知名咨询公司 MarketLine《2024-2029 全球应急产业市场规模预测》

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