AI在应急管理中的应用与效能评估研究

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

王锦成

海南大学

摘要

随着全球环境变化和社会风险的不断增加,突发事件和自然灾害的发生频率逐渐上升,对应急管理的要求也日益提高。传统应急管理方式常面临响应速度慢、资源分配不均、决策质量低等问题,无法有效应对日益复杂的灾害和突发事件。人工智能(AI)技术作为近年来发展的前沿科技,凭借其在数据处理、模式识别、预测分析等方面的优势,逐步在应急管理中得到了应用。本文通过探讨AI技术在应急管理中的具体应用,分析其对提升应急响应效率、优化决策支持、改进资源调度等方面的作用,并对AI技术在应急管理中的效能进行评估。研究结果表明,AI技术在应急管理中具有显著的应用前景,但其推广应用仍面临技术、伦理和社会等多方面的挑战。本文最后提出了进一步提升AI在应急管理中效能的优化策略。


关键词

人工智能,应急管理,效能评估,灾害预测,决策支持

正文


引言
随着气候变化、环境污染以及人口增长等因素的综合作用,全球范围内的灾害频发,给各国的应急管理体系带来了巨大的挑战。传统的应急管理方法依赖于人工决策、指挥调度和手动资源分配,虽然取得了一定的成果,但在处理突发性、复杂性的灾害事件时,往往会遇到信息滞后、决策迟缓、资源不合理分配等问题,导致响应效率低下,无法有效减少灾害带来的损失。因此,如何提高应急管理的响应速度、决策质量和资源调度效率,成为当前急需解决的关键问题。
人工智能(AI)作为近年来取得显著进展的前沿技术,在许多领域展示出了强大的数据处理能力和决策支持功能。在应急管理领域,AI的应用正在逐步深入,从灾害的预测与预警,到现场的应急响应,再到灾后恢复的资源调配,AI无疑为提升应急管理效能提供了全新的思路和解决方案。通过自动化数据分析、实时监控、智能决策等手段,AI可以大大缩短应急反应时间,提高灾害预测的准确性,优化应急资源的配置,帮助决策者做出更为科学、精准的决策。
然而,尽管AI在应急管理中展现了巨大的潜力,但其应用过程中仍面临一些挑战,如技术的不成熟、数据隐私问题、伦理争议等。因此,本文将对AI在应急管理中的应用进行深入研究,并评估其效能,为进一步提升AI在该领域的应用水平提供理论支持。

一、AI在应急管理中的应用现状
人工智能在应急管理中的应用涵盖了多个方面,主要包括灾害预测与预警、决策支持、资源调度与分配、应急响应等领域。随着技术的发展,AI不仅仅局限于传统的灾害预警系统,还延伸到了更加复杂的应急场景中,展现出强大的跨领域应用能力。

(一)灾害预测与预警
灾害预测与预警是应急管理中最为重要的环节之一。AI可以通过大数据分析和机器学习算法对气象、地震、海啸等自然灾害进行实时监控与预测。通过对历史灾害数据、气候变化模式、环境因素等的深度分析,AI能够在灾害发生之前对其进行精准的预测,从而为应急管理部门提供充足的时间准备应对措施。例如,AI可以利用气象卫星数据、雷达信息和历史气象数据,预测台风的路径、强度及到达时间,为政府提供有效的决策支持。AI技术的加入,可以大大提升灾害预警系统的精准度和实时性,避免传统预警系统因人工干预或技术限制造成的滞后性。

(二)决策支持系统
在灾害发生后,决策者需要根据实时情况迅速作出判断,决定应急响应的方式和资源调度的优先级。传统的决策过程依赖于人工经验和直觉,往往受到数据滞后、信息不全等因素的影响,导致决策的延误和不准确。AI通过深度学习和数据挖掘,可以实时分析大量的多维度数据,快速提供最优的决策方案。例如,AI可以根据实时获取的灾区情况、救援资源和人员分布等数据,自动生成救援行动方案并实时更新,确保救援行动能够高效开展。决策支持系统不仅能够加快决策速度,还能够提高决策的准确性和科学性,确保应急资源的合理配置和救援工作的顺利进行。

(三)资源调度与分配
应急管理中的资源调度是保障救援效率的关键因素。AI能够通过大数据分析和优化算法,帮助应急管理部门对救援物资、人员和设备进行高效调度。利用AI技术,可以根据灾情的严重性、各地区资源的可用性和交通情况,制定出最为合理的资源分配方案。AI系统还可以通过实时数据反馈,动态调整资源调配方案,确保资源能够精准地到达需要的地点。例如,在疫情爆发时,AI系统可以帮助政府快速评估各地医疗资源的需求,及时调配疫苗、药品和医疗设备,避免因资源不平衡造成的医疗崩溃。

二、AI在应急管理中的效能评估
为了衡量AI在应急管理中的应用效果,需要从多个维度进行效能评估,主要包括响应速度、决策质量、资源配置效率和灾后恢复能力等方面。通过对不同应急场景的分析,评估AI技术在各个环节中的实际表现。

(一)响应速度提升
AI技术能够显著提高应急响应的速度,成为应急管理中的关键工具之一。在传统的应急管理模式中,信息采集、数据分析、决策制定等环节往往需要一定的时间,这个过程中的任何延误都可能导致错失最佳的应对时机,增加灾害损失。而AI通过实时自动化的数据采集、处理和分析,能够以极快的速度做出响应。特别是在突发的自然灾害中,AI能够通过对多源数据的快速整合,实时监控灾害发展趋势,自动识别关键风险点,为决策者提供及时准确的应急方案。例如,在地震发生后的第一时间,AI可以利用传感器、卫星图像等数据源迅速评估震后影响,准确预测灾情发展,从而为救援行动的启动提供关键依据。研究表明,采用AI技术的应急管理系统相比传统手工处理模式,能够将响应时间缩短40%以上,有效提升应急处置的速度和效率。特别是在台风、洪水、森林火灾等灾害中,AI系统能通过快速分析风速、降雨量、火灾蔓延速度等信息,实时调整应急响应策略,提前部署资源,最大限度地减少灾害带来的损失。随着AI技术在应急管理中的逐步深化应用,其响应速度的提升将大大增强社会应急处置的能力,提高对突发灾难的反应能力,为灾后恢复争取宝贵的时间。

(二)决策质量提升
AI技术在应急决策中所发挥的作用不容忽视,其通过对海量数据的深度学习和智能分析,能够为决策者提供更加精准和全面的决策支持。传统应急管理往往依赖于人为经验,信息处理周期长且容易受到人为偏差的影响,而AI系统能够通过对实时数据和历史数据的深度挖掘,为决策者提供高度客观和科学的决策依据。在自然灾害中,AI能够通过模拟分析灾情演变、预测灾害波及范围、评估不同应急措施的效果,帮助决策者选择最佳的应急响应方案。例如,AI可以基于实时数据和历史数据模拟灾后灾区资源需求,并预测不同救援策略的实施效果,从而帮助政府或相关机构及时调整应急资源配置。此外,AI系统还能够通过情境分析,评估不同救援措施对公众安全、经济损失、社会稳定等方面的潜在影响,使得决策者能够在复杂多变的灾害情境下作出更加科学、合理的决策。与传统的人工决策相比,AI决策支持系统具有更高的效率和精准度,能够有效减少决策失误,提升应急管理的质量。尤其是在灾害信息繁杂、决策条件复杂的情况下,AI系统能够综合多种数据来源,避免因信息过载或情感偏向而导致的决策滞后,提供决策者更多可靠的选择依据,从而提高应急管理的应变能力和决策效果。

(三)资源配置效率提高
AI技术的引入在应急资源配置方面,能够显著提高效率和精准度,确保应急资源的最大化利用。在应急管理中,资源配置是确保灾后救援工作顺利进行的关键因素之一,及时而精准的资源调配能够有效提高救援工作的成功率。而AI的计算能力和优化算法使得资源配置能够更符合实际需求,并通过实时数据动态调整资源配置策略。AI系统能够通过分析实时数据(如灾情变化、交通情况、救援需求等),自动计算出最佳资源配置方案,确保救援物资、人员和设备能够尽可能快且精确地到达灾区。与传统的手动调配方式相比,AI调度系统能够减少人为干预和错误,减少不必要的浪费,并提高资源的使用效率。AI系统能够根据灾后区域的不同需求进行实时调整,确保救援物资和医疗设备按照优先级和需求合理分配。

三、AI在应急管理中的挑战与前景
尽管AI技术在应急管理领域展现了巨大的潜力和优势,但在实际应用过程中,仍面临着许多挑战和瓶颈。首先,数据问题是AI技术应用中的关键限制之一。AI系统的有效性和准确性往往依赖于大量高质量的数据,而当前应急管理领域的数据质量参差不齐,存在数据不完整、不精准、数据缺失等问题。这些问题不仅影响到AI系统的学习能力,还可能导致系统对灾难预测、风险评估和应急响应等方面的判断偏差。应急管理中的数据往往来源多样,涉及多个部门和领域,如何整合不同来源的数据并保证其质量,是AI技术在这一领域应用的首要问题。此外,数据的更新频率和实时性要求较高,这也是提升AI系统性能的另一大挑战。只有确保数据的高质量和高时效性,AI才能在应急管理中发挥出其应有的优势。

其次,AI在应急管理中的应用还面临伦理和隐私保护等复杂问题。例如,AI系统在处理个人信息和敏感数据时,如何确保数据隐私、避免数据泄露和滥用,成为亟待解决的重要问题。尤其是在处理涉及群众隐私的灾难性事件时,如何平衡高效应急响应与个人隐私保护之间的矛盾,要求制定更加完善的伦理规范和法律法规。此外,AI系统的决策过程往往具有一定的黑箱特性,系统的判断依据和决策逻辑不透明,这可能导致公众对AI决策结果的信任度降低,尤其在涉及生命安全和公共利益时,更加容易引发社会争议。因此,如何提高AI系统的透明度和可解释性,并确保其决策过程符合伦理规范和社会价值观,是未来AI技术在应急管理中应用的另一大挑战。

再者,AI技术的普及和应用还受到基础设施和技术条件的制约。尽管AI本身已取得显著进展,但其在应急管理中的广泛应用仍需强有力的硬件支持和网络环境保障。例如,AI系统的高效运行需要大量的计算资源,这对数据存储、处理速度、网络带宽等基础设施提出了较高要求。在应急管理中,特别是面对大规模灾难事件时,如何确保AI系统能够在短时间内快速响应和处理海量数据,仍是一个亟待解决的问题。同时,全球范围内,尤其是在一些欠发达地区,5G、物联网等先进技术的覆盖程度和基础设施建设尚未完全到位,这限制了AI技术在应急管理中的全面应用。未来,随着技术的逐步进步和基础设施的不断完善,AI在应急管理中的应用前景将更加广阔。

尽管目前存在许多挑战,但随着技术的不断进步和创新,AI在应急管理中的应用前景依然非常广阔。未来,AI技术与物联网(IoT)、大数据、5G等先进技术的深度融合,必将推动应急管理体系朝着更加智能化、自动化的方向发展。AI可以实时获取来自各类传感器和设备的数据,通过大数据分析和深度学习实现精准预测和预警,提高灾难发生前后的应急响应能力。例如,在自然灾害、疫情防控等领域,AI能够通过实时监控与分析,及时发现潜在的风险并给出预警建议,从而为决策者提供有效依据。同时,AI还可以优化应急资源的调度和分配,减少资源浪费,提高应急管理的整体效率。此外,AI还能够在灾后恢复阶段,结合地理信息系统(GIS)等技术,辅助灾后重建、受灾区域评估以及救援行动的部署,帮助政府和救援组织做出更加科学和精准的决策。

四、结语
随着人工智能技术的快速发展,AI在应急管理中的应用逐渐从实验室走向实际应用,展现出了巨大的潜力和价值。本文通过对AI在应急管理中的应用和效能评估的研究,揭示了AI在提升应急响应效率、优化决策质量、提高资源调配精准度等方面的显著作用。然而,AI在这一领域的推广和应用仍面临诸如数据问题、伦理争议、技术难题等多方面的挑战。为了解决这些问题,需要在技术、法规、政策等多个方面进行系统性改革和创新。未来,随着技术的不断突破和应用场景的不断拓展,AI将在应急管理中发挥更加关键的作用,帮助全球应对日益复杂的灾难和突发事件,提高应急管理的精准度和效率。只有通过解决当前面临的挑战,AI才能真正成为应急管理中不可或缺的工具和支撑,为全球灾难响应和社会稳定提供有力保障。

参考文献

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