国家公园安全事件监测预警现状、挑战与 对策 ——基于多源信息集成共享的研究

　　摘 要：随着智慧城市的发展，国家公园依靠多传感器部署、视频图像处理以及无线通信等技术的集成应用，成为安全事件实时监测预警的有效手段。根据国家公园安全信息管理与应用的需求，建立基于多源信息集成共享的监测预警体系，对安全事件监测预警分类及信息源进行划分，规范多源、异构信息源之间的数据内容、组织及交换方式，从应用、数据、网络等方面构建国家公园安全事件监测预警的集成，实现国家公园内部监测预警信息之间以及与国家公园主体范围外的监测预警信息的数据交换和共享。

　　关键词：国家公园 安全事件 监测预警 信息集成共享

　　近年来，随着国民经济生活水平的提高，公众参观游览、休闲度假、康乐健身及开展科学文化等活动的需求不断增加，国家公园作为国家修建并经营的自然观赏、休息游玩的公共区域，已成为大众休闲生活的重要活动场所。与此同时，在国家公园日常运行过程中，突发伤害人身安全和健康，或者损坏设备设施，或者造成经济损失，进而导致国家公园日常经营活动受影响的意外突发公园安全事件呈上升趋势[1] 。频发的国家公园安全事件严重影响国民旅游休闲行业的持续健康发展，国家公园是国民休憩娱乐目的区域构成的主体，研究国家公园安全事件监测预警有助于加强安全事件信息传播并为公众安全、防灾减灾提供保障。因此，国家公园安全事件监测预警逐渐成为公众关注和社会研究的重点[2-4] 。而目前我国对于健全的国家公园安全事件预警体系构建还亟待完善，对于多源化、异构化的安全事件监测预警信息集成共享还缺乏统一规范。尽管随着传感器网络、大数据处理等技术的不断发展，海量信息集成共享在各行各业的应用不断深入，但信息集成共享在国家公园建设和管理上，特别是在突发安全事件的运用上还有较大发展空间。为此，非常有必要基于信息集成共享的策略，来研究国家公园的安全监测预警架构，实现国家公园实时可靠的安全事件预警机制。

　　一、国家公园安全监测预警现状

　　1. 我国国家公园安全事件监测预警体系构建的迫切性

　　国家公园游览产业作为国家旅游产业的重要方面，牵涉的环节(包含游览、交通、文物管理等)复杂多样，各类潜藏的安全风险众多。国家公园自然灾害、园区体制以及社会因素等多方面，突发事件呈现多元化、频发态势，具体表现在以下几个方面：

　　(1)自然灾害事件的发生频率明显偏多，对国家公园产生的综合影响也越来越广泛。例如：极端气象带来的自然灾害越来越频繁，由此引发的洪水、园区泥石流、园区生态灾难等地质地貌灾害，都对国家公园的安全运作产生了不良影响。自然灾害引起的安全事件具有不可预知性，且影响范围广泛，次生危害性大。

　　(2)公众出行需求旺盛与园区最大承载量受限之间的矛盾日益突出，园区容量超载背景下的突发安全事件不断增加。公众假期出行集中造成园区客流量不断攀升，园区容量不足进一步导致各种踩踏、挤压事故多发。如2013年，九寨沟景区发生滞留事件，2015年上海外滩拥挤踩踏事件造成36人死亡，49人受伤[5] 。

　　(3)公园基础设施和应急体系不完善、公众安全意识淡薄以及自救能力受限等因素造成的突发安全事故不断发生。近年来，公园景区涉水溺亡、高处跌落等事故时有发生，公众风险防范能力偏低以及公园管理不到位导致事故数量和伤亡人数不断增加。

　　(4)社会矛盾问题凸显，国家公园作为人员密集场所，极易引发各种公共安全事件。社会治安事件、爆炸、恐怖袭击等社会风险因素存在造成的园区安全事件都将严重威胁国家公园的安全保障，相关主管部门、园区管理机构及公众都应予以重视。

　　我国国家公园的类型多元化，游览人群数量庞大，使我国国家公园安全突发事件具有种类多样性、不可控因素广泛性等特点。根据统计，2015年各地景区旅游安全突发事件统计数据显示，安全突发事件共105起，共造成689人死亡。近几年，各园林、景区的安全事故突发频率依旧居高不下。

　　综上，频发、重发的国家公园安全事件突发要求我国建立健全实时、可靠的国家公园安全预警机制。

　　2. 我国构建国家公园安全事件监测预警体系的法律基础及规范

　　(1)《环境保护法》、《风景名胜区条例》、《国家级森林公园管理办法》、《国家重点公园管理办法》等相关法律法规都建立了不同类型的国家公园管理体制规范。

　　(2)《国家突发公共事件总体应急预案》划分了四类紧急事件，并按突发事件性质、严重程度等因素进行了分级，并为安全事件预测和预警进行了总体要求。《突发公共卫生事件应急条例》、《国家自然灾害救助应急预案》等都规定了特定事件下的预警制度。

　　国家各类法规规范的制定在逐步完善，但目前还没有专门性的立法来规范国家公园安全事件的监测预警制度。国家公园安全事件监测预警还在较大范围的法律法规框架下，缺乏具体化的实施办法与行之有效的策略。

　　二、建立和完善国家公园安全事件监测预警的挑战

　　1. 多元化的园区风险信息的监测和预警共享不够完善

　　国家公园安全事件类型复杂多样，事件监测和预警的主体也不尽相同，特别是随着近年来传感器网络的不断发展，实时的园区警报信息提供了异构、多源化的信息源头。与此同时，视频监控、人工巡视等都为多元化的国家公园安全事件预警信息的共享提供了信息源。如何实现多源、异构信息之间的集成共享成为国家公园安全事件实时监测预警的前提保障。

　　2. 国家公园区域内部统筹预警不够健全完善

　　各专项监测预警系统之间的信息共享不畅通，与此同时，统一的监测预警后台对各专网间的缺乏有效的综合评估，各专网间彼此协调配合不够。单纯依靠独立的预警系统难以发挥整体功能，在相对独立的专项监测预警系统基础上，统一的后台监测预警平台应综合园区整体资源以及相关因素以进行园区安全保障的综合预警，进而能够对突发安全事件进行有效疏导。

　　三、国家公园安全事件监测预警对策- 基于多源信息集成共享的监测预警体系

　　针对当前国家公园安全事件监测预警面临的问题，本文基于信息集成共享建立国家公园安全事件监测预警体系。通过部署传感器网络、视频监控网络等实现国家公园安全信息的实时获取，并通过统一的后台预警信息集成共享平台实现多源异构信息共享。

　　1. 系统架构

　　如图1所示，面向国家公园安全事件预警信息集成共享中，专项监测预警系统实现专项安全事件的预警，网络总体架构遵循一般的传感器网络架构。专项监测预警系统中，传感器与现场控制器之间的数据传输方式有两种，有线方式和无线方式，有线方式可采用基于 CAN总线/HART协议，无线方式可采用如ZigBee、Wi-Fi 等协议方式;现场控制器与后台数据中心的数据传输通过接入网设备接入到互联网;核心网采用基于IP协议的数据网络。视频监控器经过网络交换机，将视频监控信息通过视频监控专网接入预警信息集成共享平台

　　在国家公园安全监测预警信息集成共享应用中，专项监测预警系统的传感器节点(E)作为一个设备，可以由传感器(S)单独组成(E1)，也可以由传感器和控制器(C)共同组成(E2)。组成传感器结点的传感器可以有一种或多种，同一传感器可以有一个或多个。控制器负责调解控制设施内的参数，执行器(A)应根据控制器输出的指令执行具体操作。传感器结点和路由器(R)经由网关(G)通过互联网或无线网络与服务器或用户端相连接。在国家公园安全监测预警信息集成共享应用中，视频监控专网通过部署多个视频监控器(m)，实现视频信息的实时采集。

　　在实际应用中，可根据具体环境特点、结点距离、能源供给等情况部署传感器网络。此外，在国家公园安全监测预警信息集成共享应用中，用户可通过文本录入的形式对国家公园安全监测预警信息进行上传。

　　2. 基于多源信息集成共享的国家公园安全事件监测预警内容

　　国家公园在突发事件安全监测预警中，主要结合传感器网络、视频图像、文本录入等形式进行信息的实时采集，信号源形式主要为各传感器监测信号、视频图像信号、文本语义信号等。如表1所示，基于多源信息集成共享的国家公园安全事件监测预警主要完成以下事件的监测预警：

　　(1)自然灾害监测预警，主要对象包括地质灾害(如地震、地面沉降等)、地貌灾害(如泥石流、滑坡、崩塌等)、气象灾害(如台风、雨涝等)、水文灾害(如洪水、水污染等)、生物灾害和海洋自然灾害等类型[5] 。国家公园除通过园区构建的视频专网及传感器网络进行实时的自然灾害监测预警外，还可以通过与国家公园主体外的外网(如国家地震局网站)进行信息的交互共享。

　　(2)重大事故灾害监测预警，主要对象包括交通事故、火灾、电气事故、危化品事故、园区设施损毁事故等类型。国家公园在重大事故灾害监测预警中，主要结合视频、消防等多元化的信息获取方式，实现对突发重大事故灾害的实时、可靠监测[6] 。如火灾监测预警中，由于国家公园储藏着自然和人类文化遗产的实物，一旦发生火灾将造成不可预估的损失，园区利用感烟、感温、光辐射等探测器，能够及时准确地对火灾发生进行预估报警[7] 。

　　(3)公共卫生事件监测预警，主要对象包括传染病疫情、食品安全事故、中毒事件、群体性不明原因疾病等。随着公共卫生事件防范意识的整体增强，国家公园对公共卫生监管力度也在逐渐增加。如通过污水传感器进行景区饮用水的监测。

　　(4)社会安全事件监测预警，主要对象包括群体性踩踏事故、暴力恐怖事故、社会动乱事件、重大社会治安事件等类型。特别是随着近年来公众假日出行人数的增加，园区因容量不足而导致各种踩踏、挤压事故时有发生。为应对国家公园人流超负荷安全隐患，通过部署视频及传感器(如红外计数器)网络实时进行客流容量、客流密度、客流位置、客流方向及客流速度等参数的监测[8,9] 。除此以外，各种安防相关的传感器设备可以针对园区周界围墙内外各种异常情况进行安全防护监视，实现周界监控、禁区防范等功能。

　　(5)生命线系统故障监测预警，主要包括交通、通讯、供水、供电、供气工程等故障。园区的生命线系统的依赖日益增强，一旦破坏，造成的功能破坏及次生灾害更强。国家公园通过视频、文本、传感器设备(如水压传感器、流量传感器、超声波传感器、红外热传感器、如漏磁传感器、超声波传感器)等可实现对相关安全事件的监测预警。

　　(6)生态环境事件监测预警，主要针对各种直接环境污染和衍生污染行为的安全监测预警，以避免环境污染造成的公众身体损害。生态环境事件监测预警包括大气、水浸、土壤、文物建筑防雷、文物建筑防震、室外陈设病害、动物、病虫害、温湿度等监测预警类型。

　　相关内容可参考：开放式城市公园景观安全性

　　随着时代的发展，开放性城市公园成为许多城市为民办实事项目之一。开放式公园作为现代城市中的基础设计，如因设计不当出现的安全隐患将直接影响着人们的生命及其财产安全。所以，在开放式公园的设计前期，充分地考虑安全性的设计是十分必要的。

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