1、12城市与减灾CITY AND DISASTER REDUCTION师尚红，应急管理部信息研究院高级工程师。主要从事国内外应急管理、安全生产相关课题研究及信息情报服务工作，近年先后承担全球应急技术装备前沿资讯收集、采编、分析 应急科技情报编发 灾害预警响应支撑等十多项课题，发表论文 9 篇。应急管理信息化是国家信息化的重要组成部分，为应急管理体系和能力现代化提供有力支撑和强大动力。信息通信技术（InformationandCommunicationsTechnology，ICT）是灾难管理和减少风险活动的关键推动力。及时有效的信息流动对于决策、早期预警和报警具有重要的作用。准确的信息分析和共享
2、对于迅速、顺利的灾害应急措施和灾民支持必不可少。当下，我国应急管理事业发展仍然面临信息化基础薄弱的现状，例如部分通信设备落后陈旧、传统通信设备无法满足当前的应急需求、部分关键技术产品依赖进口等，这些都制约着我国应急通信的发展。日本是世界上前沿技术发展领先的国家之一，其信息通信技术在灾害风险管理方面同样走在了国际前列。研究信息通信技术在日本防灾减灾中应用，可为我国进一步提升灾害管理的信息化水平提供参考和借鉴。信息通信技术发展现状信息通信技术是信息技术和通信技术的融合，又名信息与通信技术，是集信息的收集、整理、分析、辅助决策于一体的技术系统。近些年信息通信领域所展现出来的各大技术，基本都是信息通信
3、技术的产物，如大数据、物联网、云计算等。21 世纪以来，信息技术更加注重数字化、智能化的发展，实现了图像、声音的广泛收集、识别与整理，以及数据之间的交互共享，也正在改变着人们生产生活的方式。信息通信技术在日本防灾减灾中的应用及启示师尚红许阳李文清13FORUM ON DISASTER REDUCTION 减灾论坛信息通信技术在日本的应用日本政府于 2010 年提出了“新信息通信技术战略”，2013 年发表了创造最尖端 IT 国家宣言，又于 2016 年首次提出“社会 5.0”概念，指出日本将以制造业为核心、灵活利用 ICT 技术提高生产效率，促进虚拟与现实空间融合，扩大 ICT 技术应用领域，
4、给不同年龄、性别、地域、需求的人们带来“超智慧社会”。经过十余年的发展，日本不仅在突发公共事件应急信息化方面建立起了完善的应急信息化基础设施，而且在长期的应急实践中，积累了丰富的高效应急管理经验。（一）灾害对策专用无线通信网络日本政府建立了覆盖全国、功能完善、技术先进的防灾通信网络，包括以政府各职能部门为主，由固定通信线路（包括影像传输线路）、卫星通信线路和移动通信线路组成的“中央防灾无线网”；以全国消防机构为主的“消防防灾无线网”；以自治体防灾机构和当地居民为主的都道县府、市町村的“防灾行政无线网”以及在应急过程中各部门实现灾情信息等互联互通的专用通信网等。此外，还建立起各种专业类型的通信网
5、，包括水防通信网、紧急联络通信网、警用通信网、防卫用通信网、海上保安用通信网以及气象用通信网等，如图 1所示。（二）卫星通信卫星系统在日本灾害管理方面取得了很大的成功，应用领域日益广泛，在灾害情况信息通报、受灾区域的图像信息传输、受灾区域远程观察、灾情数据采集与决策支持方面应用成熟。在卫星应用于防灾活动方面，日本注重国际合作。目前，日本灾害管理中应用的卫星主要包括日本的先进地球观察卫星 ALOS-2、广播卫星 BSAT-3、气象卫星向日葵系列、美国的通信卫星 N-STAR、陆地观测卫星 Landsat8、法国的对地观测卫星 SPOT6 以及意大利的高分辨率雷达卫星 COSMO-Skymed。日
6、本宇航局（JAXA）于 2005 年加入空间与重大灾害国际宪章，通过 ALOS 卫星提供地球观测卫星数据，为掌握灾害情况及促进灾后重建提供支撑。（三）信息通信技术的应用近年来，日本在灾害管理中积极引入大数据、人工智能、图1日本防灾无线网关系图14城市与减灾CITY AND DISASTER REDUCTION物联网等最新信息通信技术，其中移动通信技术、无线射频识别技术、临时无线基站及网络技术等发挥了重要作用。1.手机及社交媒体的应用日本的手机普及率非常高，手机及社交媒体在日本防灾减灾中应用普遍且发挥重要作用。日本 SGI 等公司开发出一种在自然灾害发生后确认人身安全的系统，这一系统的功能由可以
7、上网并带有全球定位功能的手机来实现。中央和地方救灾总部通过网络向手机发送确认是否安全的电子邮件，手机主人根据提问用手机邮件回复。救灾总部的信息终端上就会显示每一个受访者的位置和基本的状况，对做好灾害紧急救助工作十分有帮助。灾害应对时，使用LINE 从当地发送照片，当地负责防灾的职员就可以把握灾害状况和场所，制定应对对策，也可以使用 LINE 听取有关灾害的会议内容，以便迅速进入灾害应对状态。2016 年熊本地震发生时，充分利用邮件、SNS、HP 等平时就使用的 ICT 服务进行信息收集，实时掌握避难所需要的物资并及时送达。长崎县东彼杵町使用 IP 通信网和移动线路等，向居民的智能手机和专用接收
8、机传达灾害相关的信息。2.临时无线基站的应用日本建设有可在灾难中应用的汽车信息通信系统（V-HUB）。日本支持智能交通系统（ITS：IntelligentTransportSystems）的 车 辆，即 具 备 700MHz 频带和 5.8GHz 频带的通信装置的车辆在增加。在公网中断的状况下，具备这些功能的车辆之间通过特别连接构成网络，作为灾害时的信息传达手段非常有效。日本电信运营商软银集团（SoftBank）从 2011 年就开始研发空中基站项目，在 2016 年的熊本县大地震中，空中气球基站在应急通信中得到了良好应用。为了恢复通信，SoftBank 将一个巨大的气球形空中基站升上天空（图
9、 2），解决了方圆 10 千米的受灾民众手机通信服务。该空中基站重 2.5 千克，覆盖范围 10 千米，可同时支持 400 人打电话。假如每人通话 3 分钟，那么 1 小时可容纳 8000 人通话。同时支持 LTE 高速上网服务，最高速率可达 150Mbit/s。它实际上相当于一个无线中继系统，可连接几公里外的陆地基站。SoftBank 表示，即使该区域没有供电系统，该空中基站一样可以依靠太阳能电池板运行。并且一旦升空，定时补充氦气便可在空中维持 6 个月。为应对灾后通信中断的难题，日本软银集团旗下的HAPSMobile 公司与美国 AeroVironment 公司合作开发了专为高空通信而设计
10、的太阳能高空平台系统 Sunglider（图 3）。该项目主要利用太阳能无人机搭载基站，从平流层发出信号，有助于强化灾害时应急响应。测试飞行期间，图3太阳能高空平台系统Sunglider图2日本软银空中气球基站15FORUM ON DISASTER REDUCTION 减灾论坛图4太阳能无人机高空平台系统通信测试效果图5高级自然语言处理平台SNS 等非结构化数据SNS 数据物联网提供的信息结构化、层次化数据减少信息收集、整理的时间简单、准确地把握详细信息即使收集很多信息，也无法短时间内整理清楚获取信息需要时间和精力高级自然语言处理平台自治团体及相关机构（自治系统等）音频、视频、照片事件的种类及
11、内容状态（结束、继续等）信息发布人平台使用者位置信息（经度、维度）建筑物名称住址等时间序列（根据投稿时间等排序）发生了什么（what）谁发布的信息（who）在哪里（where）什么时候（when）利用 AI 技术和 SNS 等解决防灾减灾领域相关问题。目前，AI 技术主要用于预测自然灾害或灾害发生时的破坏程度、收集受灾情况信息、支援救助计划、灾害发生时引导国外游客避难等。如 NEC 开发出了一种从 Twitter 中提取受灾状况和避难场所等信息并将其可视化的 AI 系统“高级自然语言处理平台”（图 5），于 2020 年 7 月开始提供服务。气象信息公司 WeatherNews 开发了灾害时能
12、自动应答居民咨询的应用程序“AI 聊天机器人”，它通过 LINE与受灾者自主沟通交流，自动从对话中提取并汇总避难场所、物资短缺和受灾情况等与灾难有关的信息，目前已经过多次实证实验，但还没有通过利用 AI 实现大幅减灾的事例。HAPSMobile 使用了其与 Alphabet 旗下的 LoonLLC 公司联合开发的通信有效载荷成功进行了互联网连接测试（图 4）。3.AI 技术的应用日本通过政策措施推进 AI 技术在防灾减灾领域的运用。2019 年 5 月，日本修订了防灾基本计划，增加了“基于信息通信技术的发展，有必要积极利用 AI、物联网、云计算技术、社会性网络服务等信息和通信技术防灾措施”的内
13、容。2019年 6 月，综合创新战略推进会议制定了“AI 战略 2019”，将“应对近年来频发的自然灾害，利用 AI 建设韧性城市”作为具体目标之一。另外，日本还专门成立了“AI 防灾协议会”，16城市与减灾CITY AND DISASTER REDUCTION4.物 联 网（InternetofThings，IoT）技术的应用物联网技术正在不断运用于日本防灾救灾领域。熊本县人吉市于 2022 年4 月开始使用“人吉市照明防灾警报系统”，该系统利用 IoT 与河流水位传感器联动，根据河流水位泛滥的危险程度，改变安装在桥栏杆上的灯光颜色，如超过泛滥危险水位时灯光为红色，向市内居民传达避难的必要性
14、。主要从事工厂传感器开发制造的龟冈电子株式会社于 2021 年 3 月发售了用于防灾用途的蜂窝通信式浸水检测传感器“KAMEKER3”，作为一款 IoT 设备，可第一时间检测到水淹情况并通过 LINE 发送通知，该设备已经被 8个地方政府采用（图 6）。日本也有企业提供“物联网地震观测服务”，利用 IoT技术支撑和强化灾害发生时所需商品的物流配送服务。5.ICT 技术其他应用利用 ICT 展示灾害档案、地震游戏等具有娱乐性的模拟游戏等，可激发人们对灾害场景以及相应的应对能力的想象力。通过 ICT 的存档，整理并保存过去的灾害记录，从平时的教育到灾后的恢复，利用这些记录可以活用过去的教训，防止人
15、们关于灾害的记忆淡化。（四）信息通信技术的抗灾性灾害发生后常常造成通信中断，为了有效、灵活利用ICT，尽可能地避免因灾害造成的通信中断，或即使发生了也能够在早期恢复，需要强化 ICT 自身的抗灾性。世界各国都在进行 ICT 的耐灾害研究。在日本，特别是 2011 年以后，总务省提出强化信息通信技术的耐灾害研究，内阁府发布战略性创新创造计划（SIP），都加速了 ICT 的耐灾害研究开发，有力推动了 ICT 在灾害对策解决方案中的应用。日本建设有耐灾害 ICT 研究协议会。一些相关机构也会举行关于耐灾害 ICT 研究的讨论会，如 2022 年 3 月 18 日，东北综合通信局与国立研究开发法人信息
16、通信研究机构等共同举办线上“耐灾害 ICT 的社会实施推进研讨会”。日本的通信公司和广播公司也在推进加强本公司设备的抗灾性，并实施相应的对策。启示智能化是现代应急救援装备的发展趋势之一。灾害频率增加、巨大灾害风险增加突显了对智能化应急救援装备的迫切需求。加强大数据、人工智能、物联网等最新技术在应急装备智能化、轻量化发展中的应用，从而提高处置各类灾害的效率和效果，有力保障救援人员生命安全，特别是想定外的严重灾难。充分发挥社交网络、媒体等在防灾减灾中的作用。社交媒体在防灾减灾方面的作用越来越受到关注。社交媒体具有简便性、推送性、实时性、个人性、易于传播等优点，可以让政府更高效地向民众传递信息。加强 ICT 技术抗灾性研究。灾害的发生是不分场合和时间，为了使灾害损失最小化，平时注重灾害的应对非常重要。要加强通信网的抗灾性，在发生灾害时尽可能减少通信中断，即使发生通信中断也可迅速地进行应急恢复，从而更好地支撑灾害救援。图6福知山市部署KAMEKER3监测水位
