基于多源信息融合的 应急响应优化与仿真 赵晗萍 应急管理部 - 教育部减灾与应急管理研究院 教授 zhaohanping@bnu.edu.cn 2023-06- 28 库存 （报童）模型 时间序列 分析 运输模型 P- 中心模型 集合覆盖模型 最大流模型 车辆路径 规划模型 强大的商业物流资源 高效应急物流 ？ MAX F (X, b 回港 / 网络疏散 • 仿真： 多点火灾应急 仿 真平台 基于网络灾情数据建筑物倒塌与人员死亡动态评估 基于共享数据平台应急响应信息流快速整合 灾情评估 需求 供给 交通 供需配置 动态决策 不确 定 时间 紧 资源 少 跨部 门 数据 数据 智能 信息 决策 智能 决策 实时动态应急决策 优化与仿真 P26 实时动态应急物资调度决策方案优化与重调度 终止节点 弧段编号 35 69 疏散时间 P42 起点 终点 0 0 1 解决思路 • 优化：资源调度 / 渔船 回 港 / 网络疏散 • 仿真： 多点火灾应急仿 真平台 实时动态应急决策 优化与仿真 不确 定 时间 紧 资源 少 跨部 门 2010 年 11 月 15 日 14 时 上海静安区大火 2015 年 12 月 20 日 11

水利感知网 水利信息网 水利云 数字 孪生 平台 数据 底板 基础数据 多维多时空尺度数据模型 监测数据 业务管理数据 跨行业共享数据 地理空间数据 模型 平台 水利 专业模型 数字模拟仿真引擎 智能模型 可视化 模型 知识 平台 水利 知识图谱 水利知识引擎 历史 场景模式 业务规则 专家经验 业务 应用 流域防洪 水资源管理与调配 N 项业务 保 障 体 系 智慧水利业务架构 水利专业模型 水文模型 水环境模型 水力学模型 水资源模型 水土保持 模型 泥沙动力学 模型 水利工程安全模型 智能模型 遥感识别 视频识别 语音识别 模型管理 仿真引擎 场景配置 仿真设计 可视化模型 自然背景 水利工程 水利机电设备 流场动态 四预过程 地图服务 数据服务 目录服务 共享服务 管控服务 数据标准管理 数据治理 数据血缘管理 数据质量管理 重点区域 • 蓄滞洪区 • 重要城区 • 重点保护区 数字孪生流域通过物联网、大数据、人工智能、虚拟仿真等技术，以物理流域为单元、时空数据为底座、水利模型为核心、水利知识为驱动，对物理流域 全要素和水利治理管理活动全过程的数字化映射、智慧化模拟，实现数字孪生流域和物理流域的同步仿真运行、虚实交互、迭代优化。 信息基础设施 数据底板 模型平台 知识平台 信息基础设施建设 基于构建

透明城市 智慧城市与应急指挥信息化长期演进进程 数字城市 智能城市 智慧城市 透明应急 数字应急 智能应急 智慧应急 程式化响应处置 模式化指挥调度 人工接报 被动响应 物联模型自动仿真 资源自动匹配调度 无人化 自主化 公共安全--城市运行--综合防灾--应急指挥的透明监管（透明城市） 城市管理：城市运行状态透明化 应急管控：城市应急管控透明化 城市安全：城市安全态势透明化 。 n 基于全省、全市统一时空信息云平台，建设应急值守、值班排班、事件上报、一张图综合态势展示、综合业务管理、风险隐患监测防控、预测预警、辅助方案、 指挥调度、应急保障、综合评估、模拟演练、情景仿真、大数据分析等相关业务应用，分别部署于电子政务内网、电子政务外网、指挥信息网、互联网，开发服务 器端、PC客户端、手机APP客户端，保障各种网络环境下的不同终端应用，支持基于互联网在应急现场进行伴随保障。 多灾种突发事件提供各灾种简易模型，实现发展态势及影响后果的初步快速预测分析，有效辅助领导对事态的研判。 针对地方常见灾种，考虑筹建“城市灾害仿真与辅助决策工程研究中心”，联合国内外研发机构，基于城市三维建设三维开发暴 雨、水淹、城市内涝等常见灾种的高精细度专业三维仿真模型，积累数据和专家经验，为后期基于人工智能的辅助决策打下坚实基础 应急灾害模型库、场景库 针对城镇火灾、森林火灾、台风、暴雨、城市

为应急高连续性业务提供综合管控平台型工具 2.1 区域 / 城市级二三维一体化智慧应急管理平台简介 应急指挥调度系统 指导岗位训练--数据共享 指导应急救援 数字化预案资源管理系统 三维应急技能仿真培训系统 三维应急预案演练系统 移动应急救援辅助系统 技能升阶训练 应急分级联动 通过模拟数据 交互应用 应急预案/资源库 即时匹配调用 指导应急指挥与救援 应用模式2 子系统 子系统 3000t 沥青 储量： 50000t 危险源等级 < 一级重 大危险源 > 临时监测点 事故灾害仿真模型计算 风向： 1~2 级 天气：晴 泄漏物质：成品油 泄漏时间： 10 分钟 泄漏点：罐区 水流速： 200 米 / 秒 泄漏扩散速度：中 事故分析研判  重点危险源信息查询  事故灾害仿真模型计算  事故点辅助决策  任务分发 溢油分析 拦截 拦截  路径规划  任务分发 预 案 查 询 匹 配 任 务 接 收 及 导 航  任务接收  定位 & 导航  任务执行规范推送 会商研判  远程会商  现场影像回传  仿真事故模型分析  协同标绘  预案响应等级建议  现场区域部署 应急指挥中心 事故现场处置 事故发生 实时监控视频 危险源属性 协同标绘 协同作战部署  三维应急指挥辅助决策系统—应用情景演示

设 计 制 造 虚 拟 仿 真 技术 1 、设计模型虚拟仿真评估，减少设计差错； 2 、制造过程虚拟仿真，提前暴露问题； 3 、中间产品物流虚拟仿真优化。 1 、骨干企业已基本解决，但 应用不广、深度不足； 2 、处于起步阶段； 3 、处于起步阶段。 1 、制造过程虚拟仿真 技术； 2 、中间产品物流虚拟 仿真优化技术。 设 计 、 制 造 、 管 理 一 体 化 管 船舶制造信息物理系统 CPS 的构建 信息物理系统（ CPS ， Cyber-Physical Systems ） 4.12 大数据的处理和使用 数据分析、挖掘、利用 设计支持 计划排产 虚拟仿真 生产流程优化 数据： 隐性数据的显性化 产品制造全流程的 实时感知 系统： 隐性知识的显性化 发现规律、预测未 来、动态调整 感谢聆听 批评指导

水资源优化配置、 大江大河大湖生态保 护治 理 ， 为新阶段水利高质量发展提供有力支撑和强力驱动。 降水—产流—汇流—演进 提高洪水预警时效性、精 细化和覆盖面 防洪调度决策优化方案 扩展模拟计算和动态仿真 等功能 智慧流域（灌区）数字孪生——四预系统 以数字化、网络化、智能化推动水利高质量发展 预 报 预警 预演 预案 四 预 智慧流域（灌区）数字孪生——四预系统 架构与规划 数字孪生流域是以物理流域为单元、 时空数据为底座、 数学模型为核心、 水利知识为驱动 ，对物理流域全要素和水利治理管理活动全 过程的数字化映射、 智能化模拟 ，实现与物理流域同步仿真运行、 虚实交互、 迭代优化。 按照需求牵引、 应用至上、 数字赋能、 提升 能力的要求 ， 以数字化、 网络化、 智能化为主线 ， 以数字化场景、 智慧化模拟、 精准化决策为路径 ， 以算据、 算法、 要任务是建设数据底板，为智慧水利提供海量数据 支撑。 开展智慧化模拟 u 基于数字孪生流域，通过集成耦合多维多时空尺度高保真 数学模 型，构建数字孪生流域模拟仿真平台； u 支撑水利业务全要素“ 四预” 的模拟仿真。 智慧流域（灌区）数字孪生——实现路径 水利数据呈现可视化 水利 3D 动态可视化 城市管网模型可视化 场景要素可视化 数字孪生底座 全要素可视化 采用无

重大事件 情报获取 能力不足， 不能高效 提供实时 信息 • 各单位多 网数据系 统独立， 不能联合 使用 • 各类信息 调度繁琐， 不灵活 • 不能对实 时态势进 行仿真模 拟，影响 处置决策 会 商 研 讨 • 上下级交 流方式传 统，一线 人员不能 了解各类 应急态势 情况 • 实时态势 信息不能 快速便捷 调用 指 挥 调 • 处置方案 下达传统， 不能使前 线处置人 员快速理 解 模 拟 演 练 • 灾情处置 记录不足， 缺乏总结 演练一手 素材 • 演训手段 传统，缺 乏信息化 仿真模拟 能力 职能变化 任务繁重 各单位信息化程度杂乱不一 智能界面云平台 - 应用背景 基 础 接 入 层 应 急 单 位 交 互 式 指 挥 协 作 管 理 体 系 终 端 使 用 层

• 预警信息研判 • 预警信息推送 综合风险评估 • 区域风险评估 • 时度风险评估 • 专题风险评估 安全风险监测预警 • 多灾种灾害链分析 • 灾害仿真 • 灾害损失预测 监控 数据 全面 区域 态势 仿真 监测 预警 评估 管控细节 全要素 监测 区域 时序 分析 路径 范围 预测 预期效果 管控思路（成果管控）：政务信息传递流程、业务发布及时公开、舆情实时有效监控

区域三维 建模 • 居民点分布 • 道路分布 • 植被覆盖 承灾体 • 居民点受灾情况 • 道路阻断情况 • 河道堵塞情况 恢复重建规 划评估 遥感 AI 分析 灾害模拟仿真 灾害监测技术 传感器数据 基础信息 遥感数据 无人机测绘 数据 灾害分 析评估 灾情评 估 灾情损 失评估 25 Huawei Confidential 数用分离

：确认数据范围全面可用、 确认舆情监控实时获取、 确认风险预测呈现 灾害风险预警 • 预警信息智能生成 • 预警信息研判 • 预警信息推送 安全风险监测预警 • 多灾种灾害链分析 • 灾害仿真 • 灾害损失预测 全要素综合监测 • 遥感监测数据分析 • 动态形势感知 • 数据可视化集成 综合风险评估 • 区域风险评估 • 时度风险评估 • 专题风险评估