公路交通應(yīng)急裝備物資儲備管理技術(shù)發(fā)展綜述

摘要：公路交通應(yīng)急裝備物資是路網(wǎng)阻斷應(yīng)急處置的重要資源，其儲備管理水平直接影響路網(wǎng)阻斷應(yīng)急管理綜合效能。隨著信息化、智能化等新技術(shù)在各行業(yè)不斷地深入與發(fā)展，傳統(tǒng)的公路交通應(yīng)急裝備物資儲備與管理模式已無法滿足當(dāng)前特別是自然災(zāi)害導(dǎo)致路網(wǎng)阻斷的科學(xué)高效應(yīng)急處置需求。本文梳理了國內(nèi)外應(yīng)急裝備物資儲備管理技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)，總結(jié)了本領(lǐng)域發(fā)達(dá)國家技術(shù)發(fā)展動態(tài)與特征。針對交通運(yùn)輸行業(yè)應(yīng)對自然災(zāi)害應(yīng)急處置的實(shí)際需求，剖析了當(dāng)前我國公路交通應(yīng)急裝備物資儲備管理環(huán)節(jié)面臨的問題與短板。為提升行業(yè)應(yīng)急儲備管理綜合效能，結(jié)合我國相關(guān)技術(shù)發(fā)展，并參考國內(nèi)外涉及的技術(shù)研究動態(tài)，探索了公路交通應(yīng)急裝備物資儲備管理技術(shù)未來的發(fā)展方向，提出了適應(yīng)我國發(fā)展的公路交通應(yīng)急裝備物資儲備管理技術(shù)科技需求與發(fā)展思路。關(guān)鍵詞：公路交通路網(wǎng)阻斷；儲備管理；技術(shù)發(fā)展；應(yīng)急裝備物資0引言我國是世界上受自然災(zāi)害影響最嚴(yán)重的國家之一，災(zāi)害類型多、分布范圍廣，且具有多災(zāi)并發(fā)等特點(diǎn)，保障突發(fā)事件下道路搶通、裝備物資及時(shí)高效運(yùn)抵現(xiàn)場是交通運(yùn)輸行業(yè)的首要任務(wù)，因而面向局部路網(wǎng)阻斷應(yīng)急處置的應(yīng)急裝備物資的科學(xué)化儲備就顯得尤為重要。恰逢我國交通強(qiáng)國建設(shè)進(jìn)入新發(fā)展階段，結(jié)合當(dāng)下不斷涌現(xiàn)的大數(shù)據(jù)、通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)，面向自然災(zāi)害的應(yīng)急裝備物資儲備也逐漸從過去的以儲備為主的粗獷管理方式向精益化的全過程綜合儲備管理模式轉(zhuǎn)變，為推動我國公路交通應(yīng)急處置保障技術(shù)綜合發(fā)展、實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)阻斷精準(zhǔn)應(yīng)急的目標(biāo)提供了重要支撐。1

國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展路徑應(yīng)急裝備物資儲備是應(yīng)急管理全過程全鏈條中重要一環(huán)，也是應(yīng)急處置工作的重要保障，其核心是滿足突發(fā)事件應(yīng)急決策下具體應(yīng)急處置作業(yè)所需的裝備、設(shè)備及物資的要求。對各國而言，有針對性地做好裝備物資儲備工作將有效提高突發(fā)事件的應(yīng)急處置整體效能。當(dāng)前，世界范圍內(nèi)應(yīng)急裝備物資儲備研究主要涉及儲備布局選址、應(yīng)急裝備物資標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)以及儲備綜合管理等方面。1.1國外情況美國在聯(lián)邦應(yīng)急管理署（FEMA）設(shè)有專門的應(yīng)急裝備物資儲備管理機(jī)構(gòu)，平時(shí)主要負(fù)責(zé)救災(zāi)物資儲備的管理、預(yù)測物資需求、規(guī)劃運(yùn)輸線路等工作，并在全美機(jī)場、港口等交通便利地區(qū)建設(shè)了多所物資儲備中心。應(yīng)急資源也被分為8類，國內(nèi)應(yīng)急物資儲備中心隨當(dāng)?shù)貫?zāi)害特點(diǎn)做不同的儲備，同時(shí)，從國家層面構(gòu)建了強(qiáng)制性的應(yīng)急裝備授權(quán)目錄（AEL）和標(biāo)準(zhǔn)化裝備目錄（SEL），專門提供了6663種示例產(chǎn)品，為應(yīng)急處置裝備儲備提供了依據(jù)。法國在國內(nèi)重點(diǎn)區(qū)域?qū)ｉT設(shè)立了3個(gè)應(yīng)急物資庫，并針對區(qū)域?yàn)?zāi)害特點(diǎn)配備有針對性的救援裝備物資，在應(yīng)急裝備的儲備模式上采用多元模式，當(dāng)救援需要時(shí)亦可直接從企業(yè)租賃特種大型裝備。為實(shí)現(xiàn)快速救援，法國還專門配備了救援直升機(jī)和飛機(jī)，由民事安全與危機(jī)管理總局負(fù)責(zé)管理協(xié)調(diào)，逐步形成了協(xié)同立體化的應(yīng)急裝備物資儲備體系。日本針對其地震、臺風(fēng)等自然災(zāi)害多發(fā)的問題，根據(jù)可能發(fā)生災(zāi)害的特征和規(guī)模設(shè)立救災(zāi)物資儲備點(diǎn)，建立物資儲備管理機(jī)制，將應(yīng)急用品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的分類，并進(jìn)行有效儲備，對生產(chǎn)周期長、耐儲存、種類特殊的裝備物資進(jìn)行重點(diǎn)儲備，對其他裝備物資建立多種儲備模式，減少平時(shí)資源占用，并明確了專用裝備管理辦法、食品等物資儲備周期及替換安置等要求，從管理上保障應(yīng)急儲備庫的整體效能。德國根據(jù)需求在全境內(nèi)設(shè)立了多個(gè)自然災(zāi)害保護(hù)儲備中心，并通過標(biāo)準(zhǔn)化配置和按需配備相結(jié)合的方式儲備救援設(shè)備。同時(shí)，也注重對各類事故的預(yù)防與準(zhǔn)備，如針對化工園區(qū)可能發(fā)生的突發(fā)事件，在該區(qū)域儲備的應(yīng)急裝備專業(yè)化程度高，配備了大型水炮消防車、干粉消防車、化學(xué)救援車、渦噴消防車、舉高消防車、洗消車、發(fā)電照明車等。美、歐、日等國在應(yīng)急裝備物資標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的研究起步較早，對裝備物資的分類、技術(shù)要求及適用范圍等方面進(jìn)行了說明或規(guī)定，已逐漸形成了可支撐科學(xué)儲備的標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。表1國外應(yīng)急裝備物資標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)概況Tab.1Overviewofforeignemergencyequipmentstandardsystem在資源配置問題中，國外發(fā)達(dá)國家進(jìn)行了大量的研究，形成了一套系統(tǒng)的應(yīng)急資源配置與管理的理論與方法。國外研究人員應(yīng)用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法求解一般資源的配置，還有應(yīng)用優(yōu)化算法解決實(shí)時(shí)或大規(guī)模的資源配置。此外，各個(gè)國家在裝備物資儲備供應(yīng)環(huán)節(jié)還積極探索多源模式，依靠地方、志愿者等民間儲備補(bǔ)充裝備物資儲備供應(yīng)結(jié)構(gòu)，提升應(yīng)急管理的整體效能。1.2

國內(nèi)情況我國應(yīng)急儲備相關(guān)研究工作起步較晚，2003年以來才逐漸開展系統(tǒng)性的研究。近年來，隨著國家物資儲備建設(shè)不斷加強(qiáng)，相應(yīng)的理論研究也漸漸增多。各位學(xué)者在國家裝備物資儲備系統(tǒng)和管理現(xiàn)狀、儲備庫選址、儲備評級指標(biāo)體系、儲備綜合管理等領(lǐng)域進(jìn)行了較為深入的研究。近年來交通行業(yè)管理部門正積極組織落實(shí)公路交通應(yīng)急裝備物資的分類與標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，已形成了較為完整的技術(shù)發(fā)展框架，如圖1所示。但是總體說來，國家層面應(yīng)急物資儲備的相關(guān)研究還比較有限，缺乏連續(xù)性和系統(tǒng)性。前期已建成的各級應(yīng)急儲備中心設(shè)施較落后，信息化建設(shè)程度較差，沒有能夠建立起與國家戰(zhàn)略配套的法律法規(guī)，立法工作推進(jìn)速度也相對緩慢。圖1我國公路交通應(yīng)急裝備物資儲備發(fā)展框架Fig.1Developmentframeworkofhighwaytrafficemergency

resourcesreserveinChina截至2020年底，我國已在黑龍江、吉林、河南、浙江、甘肅、云南、四川、西藏、青海、新疆兵團(tuán)等l0個(gè)?。▍^(qū)）基本建成14處儲備中心并投入使用；廣東、湖南、陜西、新疆、河北、山東等?。▍^(qū)）儲備中心也正在開展建設(shè)工作，聚焦區(qū)域性災(zāi)害特點(diǎn)的路網(wǎng)搶通，以實(shí)現(xiàn)對公路交通應(yīng)急處置的精準(zhǔn)化保障。目前我國對各級公路交通應(yīng)急裝備物資儲備的綜合管理缺乏適用的統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這也對各儲備中心應(yīng)急裝備物資的儲備管理、做好應(yīng)急保障提出了更高要求。總結(jié)近年來我國重特大自然災(zāi)害道路應(yīng)急搶通經(jīng)驗(yàn)，梳理并凝練出現(xiàn)階段公路交通應(yīng)急裝備分類，以挖掘機(jī)等為代表的工程機(jī)械類、以機(jī)械化橋等為代表的應(yīng)急處置類以及以移動發(fā)電車等為代表的后勤保障類，但由于各儲備中心所覆蓋地域區(qū)位特點(diǎn)、自然災(zāi)害特征明顯不同，所需專業(yè)裝備功能、性能及其購置、維護(hù)與儲備成本都存在顯著差異，各級儲備中心“儲什么，如何儲”是亟待解決的問題。1.3

技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)從文獻(xiàn)調(diào)研可知，國內(nèi)外在應(yīng)急裝備物資儲備管理方面發(fā)展路徑基本相同，都經(jīng)歷了兩個(gè)重要過程。一是以法律與標(biāo)準(zhǔn)體系推動的分散化發(fā)展階段。理論研究方面，通過建立基于不同目標(biāo)優(yōu)化的模型，對儲備庫選址、布局以及儲備方案等具體環(huán)節(jié)構(gòu)建數(shù)學(xué)表達(dá)，再借助各類算法對模型方案進(jìn)行驗(yàn)證，篩選出較為合理的方案。但在較早的研究中，模型建立的優(yōu)化目標(biāo)較為單一、影響特征也過于簡單，往往效果與實(shí)際情況存在一定差距。國外裝備物資儲備的發(fā)展均基于各國較為完善的法律與標(biāo)準(zhǔn)體系，由于我國在應(yīng)急管理體系建設(shè)方面較發(fā)達(dá)國家還有一定差距，因此相關(guān)研究成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化存在一定障礙。美國、德國、日本等國家在應(yīng)用領(lǐng)域呈現(xiàn)了部分成果，儲備布局與規(guī)劃多基于綜合信息的有效利用與綜合研判，各類優(yōu)化研究也為工程應(yīng)用提供了有效參考，儲備管理則多依靠標(biāo)準(zhǔn)化體系的約束。在這一階段，因儲備庫之間信息相互獨(dú)立，并未形成規(guī)?；W(wǎng)絡(luò)化的儲備，裝備物資儲備管理過程大多依靠傳統(tǒng)的以人工為主導(dǎo)的技術(shù)手段，自動化、信息化水平較低，對裝備物資的監(jiān)管也主要聚焦于儲備庫儲備環(huán)節(jié)。二是以新技術(shù)加持的智慧化互聯(lián)發(fā)展階段。理論研究方面，隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的發(fā)展，構(gòu)建的模型更加貼近實(shí)戰(zhàn)，智能優(yōu)化算法迭代速度明顯加快，為儲備庫規(guī)劃布局提供更為科學(xué)的參考。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)在行業(yè)內(nèi)應(yīng)用不斷深入并取得成功，相關(guān)成果也逐漸向應(yīng)急儲備管理領(lǐng)域擴(kuò)展，裝備物資儲備供應(yīng)全鏈條逐漸由軟件系統(tǒng)替代人工進(jìn)行全面管理控制，逐步實(shí)現(xiàn)信息化、可視化與智慧化的管理，儲備中心與上下級指揮部門間、各儲備中心間聯(lián)系也更加緊密，初步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)。2

技術(shù)研究動態(tài)及技術(shù)特征各國逐漸完善的應(yīng)急裝備物資標(biāo)準(zhǔn)化體系讓當(dāng)前面對重大自然災(zāi)害時(shí)有更多的應(yīng)對選擇，但對越發(fā)多樣的專業(yè)化裝備材料的儲備管理也充滿了挑戰(zhàn)，特別是對于公路交通應(yīng)急裝備物資的儲備，將直接決定災(zāi)害情況下路網(wǎng)通行效率，高效、科學(xué)地對各類專用特種裝備進(jìn)行儲備管理，則需要依靠信息化等新技術(shù)在裝備狀態(tài)追蹤、智能高效管理及儲備中心與其他機(jī)構(gòu)協(xié)同互聯(lián)等方面持續(xù)賦能。2.1

基于電子標(biāo)識的儲備動態(tài)管理

得益于智慧物流技術(shù)發(fā)展，應(yīng)急裝備物資儲備也在信息化建設(shè)方面積極探索，較為顯著的應(yīng)用是以基于射頻識別為代表的電子標(biāo)簽技術(shù)的信息化倉儲管理，通過此技術(shù)可對應(yīng)急裝備物資儲備進(jìn)行電子化、高效化管理，實(shí)現(xiàn)裝備物資電子標(biāo)簽化以及全鏈條可追蹤化。國外發(fā)達(dá)國家在射頻識別技術(shù)軟件、硬件和配套設(shè)施的研發(fā)應(yīng)用上處于領(lǐng)先地位，并在多家企業(yè)進(jìn)行應(yīng)用，法國迪卡儂集團(tuán)實(shí)現(xiàn)對商品準(zhǔn)確掌握、高效盤點(diǎn)以及實(shí)時(shí)位置跟蹤，簡化了生產(chǎn)—銷售流程，使得銷售管理更加智能便捷，降低商品發(fā)生丟失的風(fēng)險(xiǎn)，極大提升商品個(gè)體管理效能。近年來，我國在裝備管理和倉儲管理等方面利用射頻識別技術(shù)遠(yuǎn)距離接觸、多目標(biāo)識別及抗干擾能力等優(yōu)勢，結(jié)合全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GNSS、地理信息系統(tǒng)GIS等，解決了人員、場所和裝備物資間實(shí)時(shí)感應(yīng)、追蹤和監(jiān)控、運(yùn)輸過程中信息難以獲取等問題，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流、信息流和物流的有機(jī)整合。上海市2017年啟用了全新的救災(zāi)物資儲備庫，該儲備庫配有基于智能化倉儲管理云計(jì)算的智能化信息管理系統(tǒng)，運(yùn)用射頻識別和二維碼識別技術(shù)將物資信息數(shù)字化，通過軟件系統(tǒng)對救災(zāi)物資出入庫、盤點(diǎn)、日常管理進(jìn)行全面控制，并可在應(yīng)急狀態(tài)下向國家和上海市負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)傳輸實(shí)時(shí)圖像、語音和數(shù)據(jù)，整體達(dá)到國際先進(jìn)水平，但缺乏對大型公路交通應(yīng)急處置特種裝備儲備管理的經(jīng)驗(yàn)；四川省公路交通應(yīng)急裝備物資儲備中心利用射頻識別技術(shù)，對儲備的全部應(yīng)急處置專業(yè)裝備進(jìn)行信息化動態(tài)管理，實(shí)現(xiàn)了每件裝備實(shí)時(shí)跟蹤、進(jìn)出庫登記及日常管理等環(huán)節(jié)的自動控制，相關(guān)信息直接匯總于中心指揮平臺，大幅提高了信息流轉(zhuǎn)效率。2.2

基于物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)的儲備智能綜合管理當(dāng)前世界上災(zāi)害事故普遍呈現(xiàn)影響范圍大、后果嚴(yán)重的特點(diǎn)，提升應(yīng)急處置各鏈條的效率、實(shí)現(xiàn)科學(xué)化精準(zhǔn)處置是各國迫切需要解決的難題。隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)在我國各個(gè)行業(yè)中不斷深入應(yīng)用，應(yīng)急裝備物資智能化綜合管理也成為提升應(yīng)急管理綜合效能的重要手段。我國部分企業(yè)通過校企合作，將數(shù)字孿生技術(shù)逐漸引入物流領(lǐng)域，旨在打造全鏈條的數(shù)字化物流體系，進(jìn)一步促使物流管理智慧化與物流系統(tǒng)智能化，基于日常管理與典型事件數(shù)據(jù)，結(jié)合人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)儲備綜合管理績效分析、各類方案自動生成等輔助決策功能，為企業(yè)高效管理、節(jié)能環(huán)保與降本增效提供了新思路，也為解決當(dāng)前各級公路交通應(yīng)急裝備物資儲備中心面臨的問題提供了技術(shù)指引。2.3

發(fā)展趨勢進(jìn)入“十四五”建設(shè)新時(shí)期，行業(yè)主管部門也積極探索公路應(yīng)急儲備中心建設(shè)新模式，大力推進(jìn)國儲中心發(fā)展建設(shè)，立足區(qū)域需求與核心能力，結(jié)合應(yīng)急救援聯(lián)動與合作機(jī)制，進(jìn)一步強(qiáng)化國儲中心定位與分類，根據(jù)災(zāi)害特征、區(qū)位條件及建設(shè)模式將國儲中心劃分為三類，詳見表2。表2國儲中心分類及定位Tab.2

Systematicpositioningofnationalhighwaytraffic

emergencyreservecenterinChina隨著以國儲中心為代表的公路交通應(yīng)急裝備物資儲備中心分類分級與功能定位進(jìn)一步明確，未來公路交通應(yīng)急裝備物資儲備管理將全面進(jìn)入信息化智能化時(shí)代，聚焦裝備物資的綜合儲備管理，隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)的不斷發(fā)展和行業(yè)應(yīng)用深入，儲備信息平臺將全面建立，并實(shí)現(xiàn)與應(yīng)急指揮決策系統(tǒng)的接入。如圖2所示，各級公路交通應(yīng)急儲備中心裝備物資信息化建設(shè)全面升級，實(shí)現(xiàn)對各類要素?cái)?shù)據(jù)化。裝備物資單體電子標(biāo)簽化，可對其運(yùn)輸軌跡進(jìn)行追蹤與健康監(jiān)測，歷史數(shù)據(jù)及典型案例數(shù)據(jù)以及災(zāi)害現(xiàn)場信息可為人工智能提供學(xué)習(xí)與精準(zhǔn)匹配資源?；谠朴?jì)算的數(shù)據(jù)存儲與分類，可集成各領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫，滿足應(yīng)急情況下各類信息的有效調(diào)用與匹配。基于大數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)裝備物資儲備數(shù)量與儲備模式優(yōu)化方案輔助決策，并實(shí)現(xiàn)儲備節(jié)點(diǎn)合理規(guī)劃布局，建立應(yīng)急供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)基本實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)共享。此外，應(yīng)急裝備物資儲備模式將實(shí)現(xiàn)立體、多元化特點(diǎn)，應(yīng)急儲備中心管理實(shí)現(xiàn)無人化控制，應(yīng)急裝備物資儲備數(shù)量、搭配方案智能決策，最終平臺實(shí)現(xiàn)各級儲備中心網(wǎng)聯(lián)與協(xié)同決策，可基于立體化、網(wǎng)絡(luò)化提供調(diào)配方案。圖2公路交通應(yīng)急裝備物資儲備管理技術(shù)發(fā)展Fig.2

Technicaldevelopmentofhighwaytrafficemergency

resourcesreservemanagement對于增強(qiáng)型國儲中心兼顧裝備研發(fā)與培訓(xùn)演練的新定位，其技術(shù)發(fā)展核心也是基于全要素?cái)?shù)據(jù)及其關(guān)聯(lián)匹配，經(jīng)驗(yàn)問題信息化呈現(xiàn)與定量化表達(dá)，基于數(shù)據(jù)的集成匹配等將是需求描述與測評體系構(gòu)建的重要支撐。虛擬現(xiàn)實(shí)、推演仿真等技術(shù)作為信息化、數(shù)據(jù)化應(yīng)用的載體，廣泛應(yīng)用于培訓(xùn)與推演。3

科技需求發(fā)展建議我國在應(yīng)急科技建設(shè)上已取得了長足的進(jìn)步，縮小了與國外先進(jìn)水平的差距，但公路交通應(yīng)急裝備物資儲備體系建設(shè)與管理水平較發(fā)達(dá)國家還有一定差距，因此應(yīng)立足當(dāng)下、著眼未來，結(jié)合國內(nèi)外應(yīng)急管理技術(shù)發(fā)展及社會需要，有針對性地進(jìn)行技術(shù)研究與儲備。（1）加強(qiáng)行業(yè)引領(lǐng)作用，制訂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路交通應(yīng)急裝備物資儲備中心建設(shè)規(guī)范》，加快完善增強(qiáng)型國儲中心技術(shù)建設(shè)，覆蓋應(yīng)急處置全要素的“研發(fā)-儲備-培訓(xùn)-演練-應(yīng)急”全鏈條，如圖3所示，形成技術(shù)牽引、應(yīng)用反饋的可持續(xù)發(fā)展格局，并積極發(fā)揮國儲中心服務(wù)應(yīng)用端示范作用，促進(jìn)技術(shù)與管理成果平移與下沉，支持區(qū)域內(nèi)各級公路應(yīng)急儲備中心建設(shè)發(fā)展，形成部、省、市三級公路交通應(yīng)急裝備物資儲備體系。（2）加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，積極開展面向不同災(zāi)害的應(yīng)急管理全鏈條全過程裝備物資需求研究，基于實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)量化、集成應(yīng)急裝備需求，構(gòu)建專用應(yīng)急裝備“組件→系統(tǒng)→體系”的研發(fā)鏈條，推動研究面向典型災(zāi)害場景的專用應(yīng)急裝備研制，建立綜合應(yīng)急實(shí)訓(xùn)基地。同時(shí)，應(yīng)開展基于綜合效能的應(yīng)急裝備的測試評價(jià)方法研究，構(gòu)建災(zāi)害—裝備—能力指導(dǎo)清單，加快應(yīng)急裝備物資儲備體系建設(shè)，并逐步形成標(biāo)準(zhǔn)化的指導(dǎo)。（3）建立面向不同區(qū)域、不同層級的科學(xué)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化兼顧個(gè)性化的