安全物聯網

2013年，杭州魯爾物聯科技有限公司創始人、董事長胡輝博士首次在國內提出“安全物聯網”的概念。 ^{[3]  [16]} 

隨着人工智能、大數據、雲計算等技術的不斷突破，特別是5G技術的商業推廣實現，安全物聯網在自然環境、基礎設施、生產安全、社區安全等領域的價值越來越得到政府和公眾的認可。 ^{[3]  [15]  [17]} 

安全物聯網採用“感、傳、知、用”等物聯網技術手段，綜合利用無線傳感、雲計算、大數據等技術，通過互聯網、無線通信網、專網等通信網絡，形成多重分級預警。自2013年，杭州魯爾物聯科技有限公司創始人、總裁胡輝博士在國內提出這一概念以來，安全物聯網已經成功運用到自然環境、基礎設施、生產安全、社區安全 ^[17]  等各領域。 ^{[5]  [15]} 

安全物聯網的經濟和社會價值主要體現在四個方面： ^[6] 

強國：災情是中國國情日益重要的組成部分，防災減災能力是多災之國綜合國力的有效構成要素。 ^[6]  安全物聯網技術和行業的發展是提升國家應對自然災害和基礎設施災害的綜合防災減災能力的重要支撐。 ^[6] 

惠政：公共安全是新型智慧城市的明確訴求，安全物聯網運用雲計算、大數據、物聯網、人工智能等信息技術，構建城市智能基礎設施，實現城市管理的數字化、精確化、智能化，最終提升政府的行政效能和城市管理水平。 ^[6] 

為民：隨着城鎮化和現代化進程的持續發展，人民羣眾日常高度依賴基礎設施，同時基礎設施領域災害的發生也會造成嚴重的人員傷亡和經濟損失。 ^[6]  安全物聯網可以為各類基礎設施提供實時安全監測預警系統，從而避免和減少重大災害的發生，實現從救災向減災的戰略轉變。 ^[6] 

興業：安全物聯網的應用場景還覆蓋工業生產安全、基建施工安全、消防安全、環境安全等領域。 ^[6] 

2016年8月，國務院印發了《“十三五”國家科技創新規劃》，要求加強重要水體、水源地、源頭區、水源涵養區等水質監測與預報預警技術體系建設，健全生態環境監測技術體系。針對地震、地質、氣象、水利、海洋等重大環境自然災害，加快天氣中長期精細化數值預報、全球海洋數值預報、霧霾數值預報、地質災害監測預警、洪澇與旱災監測預警、地震監測預警、森林火災監測預警與防控、沙塵暴監測預警等系統研究，提升重大自然災害監測預警與風險評估能力。 ^[5] 

2017年9月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳發佈了《關於進一步加強文物古建築安全工作的實施意見》，要求建立覆蓋全國重點文物古建築保護單位和世界文化遺產地的監控系統，實現遠程監管、物聯網監控和文物古建築安全監管人員智能巡檢，建設完善文物古建築安全監管平台。 ^[5] 

2018年2月，交通運輸部辦公廳發佈了《關於加快推進新一代國家交通控制網和智慧公路試點的通知》，通知要求，選取橋樑、隧道、邊坡等，建設基礎設施智能監測傳感網，實現交通基礎設施安全狀態綜合感知、分析及預警功能。 ^[5] 

2018年7月，國家能源局發佈了《電力安全生產行動計劃（2018-2020年）》，要求嚴防大壩安全事故，嚴格落實大壩安全“三同時”要求，對大壩安全監測等系統同時設計、施工、投入運營。加強大壩安全狀況檢查與隱患缺陷治理，推行大壩安全檢查、監測。 ^[5] 

2018年10月，習近平總書記主持召開了中央財經委員會第三次會議，要求實施自然災害監測預警信息化工程，提高多災種和災害鏈綜合監測、風險早期識別和預報預警能力。 ^[5] 

2019年1月，習近平總書記在省部級主要領導幹部堅持底線思維着力防範化解重大風險專題研討班上要求：加快科技安全預警監測體系建設，圍繞人工智能、基因編輯、醫療診斷、自動駕駛、無人機、服務機器人等領域，加快推進相關立法工作。 ^[5] 

2019年3月，住房和城鄉建設部發布《2019年安全生產工作要點》要求，打好城市安全和綜合防災基礎，推動城市安全全生命週期管理，注重源頭防控，加強人居環境設計、建設、使用、維護、更新等各環節安全管理。 ^[13] 

2019年4月，國務院安委會辦公室、國家減災委辦公室、應急管理部聯合印發了《關於加強應急基礎信息管理的通知》，通知要求健全完善多種感知設備科學佈局的先進物聯網監測系統，綜合運用現場巡查、傳感器監測、視頻監測、遙感監測等多種手段開展自然災害隱患動態監測，提高自然災害監測預警的時效性和工作質量。 ^[5] 

2019年4月，自然資源部辦公廳發佈《2019年地質災害防治工作的通知》要求：充分認識地質災害防治工作的極端重要性，全力推動地質災害防治工作，深入貫徹落實黨中央要求，加快推進地質災害防治重點工程，強化防災減災體制機制建設，不斷完善地質災害防治體系。 ^[5]  要求各地要結合實際，儘早編制省一級實施方案，明確建設任務，建立工作機制和保障措施，儘快組織實施。 ^[5]  力爭通過三年工程實施，顯著提高地質災害隱患識別與風險調查科技水平，實現我國地質災害風險調查和隱患排查全覆蓋，建立健全專羣結合監測預警網絡。 ^[5] 

健全完善多種感知設備科學佈局的先進物聯網監測系統，綜合運用現場巡查、傳感器監測、視頻監測、遙感監測等多種手段開展自然災害隱患動態監測，提高自然災害監測預警的時效性和工作質量。 ^[5] 

2019年3月，住房和城鄉建設部發佈《2019年安全生產工作要點》要求，打好城市安全和綜合防災基礎，推動城市安全全生命週期管理，注重源頭防控，加強人居環境設計、建設、使用、維護、更新等各環節安全管理。

2019年7月，交通運輸部發布《數字交通發展規劃綱要》要求：構建數字化的採集體系，推動交通基礎設施規劃、設計、建造、養護、運行管理等全要素、全週期數字化。 ^[5]  針對重大交通基礎設施工程，實現基礎設施全生命週期健康性能監測，推廣應用基於物聯網的工程質量控制技術。 ^{[5]  [7]} 

2019年11月，國家領導人在中央政治局第十九次集體學習時要求，積極推進我國應急管理體系和能力現代化。 ^[14]  從源頭上防範化解重大安全風險，真正把問題解決在萌芽之時、成災之前。 ^[14]  要加強風險評估和監測預警，加強對危化品、礦山、道路交通、消防等重點行業領域的安全風險排查，提升多災種和災害鏈綜合監測、風險早起識別和預報預警能力。 ^[14] 

2020年4月，水利部印發《水利行業安全生產專項整治三年行動實施方案的通知》要求切實增強水利安全生產防範治理能力，有效防範重特大事故，減少較大和一般事故，為水利改革發展提供堅實的安全保障。

2020年4月，自然資源部發布《關於做好2020年地質災害防治工作的通知》要求，以隱患識別和風險評價為重點，以實施地災風險管控、減輕災害風險為目標，充分利用先進適用技術手段和高精度定位服務網、數字高程模型等地理信息資源，全面開展地災隱患早期識別與1∶5萬調查和風險評價，對重點地區開展1∶1萬精細化調查，查明風險底數。

2021年3月，交通運輸部辦公廳印發《公路長大橋樑結構健康監測系統建設實施方案》，要求推進公路長大橋樑結構健康監測系統建設，增強長大橋樑結構健康監測能力。 ^[15] 

2021年4月，國務院辦公廳印發《關於加強城市內澇治理的實施意見》，加強智慧平台建設。 ^[15]  建立完善城市綜合管理信息平台，整合各部門防洪排澇管理相關信息，在排水設施關鍵節點、易澇積水點佈設必要的智能化感知終端設備，滿足日常管理、運行調度、災情預判、預警預報、防汛調度、應急搶險等功能需要;有條件的城市，要與城市信息模型(CIM)基礎平台深度融合，與國土空間基礎信息平台充分銜接。 ^[15] 

2021年6月，第一次全國自然災害綜合風險普查工作電視電話會議在北京召開，國務委員、國家減災委主任王勇提出要科學高效開展好第一次全國自然災害綜合風險普查工作，為有效防治自然災害、推動經濟社會可持續發展提供科學支撐。 ^[15] 

2021年9月，國務院安委會辦公室關於印發《城市安全風險綜合監測預警平台建設指南（試行）》的通知，提出推廣城市生命線安全工程經驗做法，要求切實提高城市防控重大風險與突發事件的能力，從本質上提升城市安全治理現代化水平。

2022年5月，國務院辦公廳關於印發《全國自建房安全專項整治工作方案》，習近平總書記作出重要指示，李克強總理作出批示，國務院安委會召開全國自建房安全專項整治電視電話會議進行具體安排。按照黨中央、國務院決策部署，為紮實推進全國自建房安全專項整治工作，全面消除自建房安全隱患，切實保障人民羣眾生命財產安全和社會大局穩定。 ^[18] 

2022年11月，工信部提出，將持續推進以5G網絡和千兆光網為代表的新型信息基礎設施建設，加快“雙千兆”網絡與各領域深度融合，不斷夯實經濟社會高質量發展的數字底座。國家發展改革委表示，將落實好重大科技基礎設施、國家民用空間基礎設施等領域的建設規劃和實施方案。完善國家算力網絡佈局，促進區域協同和集約共建。優化新型基礎設施的供給結構，提升整體發展效能。 ^[19] 

2023年1月，為深入貫徹習近平總書記關於防災減災救災的重要論述，認真落實黨中央、國務院決策部署，推進第一次自然災害綜合風險公路水路承災體普查成果應用，提升港口承災體自然災害風險防控能力，交通運輸部辦公廳印發《港口承災體自然災害風險防控工作指南》。 ^[20] 

2023年6月，水利部運行管理司主持召開2023年小型水庫安全監測能力提升試點工作座談會，總結交流2022年試點工作，分析存在問題，研究部署2023年試點工作。會議強調，2023年小型水庫安全監測能力提升試點工作任務依然艱鉅，安徽、江西、湖北、湖南、廣東、廣西、四川7個試點省份要嚴格落實“五統一”要求，積極總結汲取2022年試點項目建設的成功經驗、做法，相互學習借鑑，取長補短，推進2023年試點項目高水平、高標準、高質量建設。 ^[21] 

2023年7月，住建部發布《關於開展第一批城市更新試點工作的通知》，在北京等21個城市（區）開展了第一批城市更新試點工作。 ^[22]  通過試點城市的先行先試，《通知》提出，各地要建立城市體檢機制，將城市體檢作為城市更新的前提。城市體檢發現問題後，各地需要制定出城市更新專項規劃和年度實施計劃。 ^[22] 

2023年8月，交通運輸部發布《加快建設交通強國報告（2022）》（簡稱《報告》），這是黨的十九大報告提出建設交通強國以來，交通運輸部第一次發佈建設交通強國報告。 ^[24]  《報告》對五年來加快建設交通強國工作成效經驗進行了總結，貫徹落實黨的二十大部署安排，謀劃未來五年加快建設交通強國思路方向，對凝聚行業共識，奮力加快建設交通強國，努力當好中國式現代化的開路先鋒具有重要意義。 ^[24] 

2023年8月，國務院安全生產委員會印發《全國城鎮燃氣安全專項整治工作方案》，以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，全面貫徹黨的二十大精神，深入落實新發展理念，堅持人民至上、生命至上，堅持統籌發展和安全。 ^[23]  嚴格落實安全生產十五條硬措施，全面壓實企業主體責任、部門監管責任和地方黨政領導責任，強化企業人員崗位安全責任和技能，“大起底”排查、全鏈條整治城鎮燃氣安全風險隱患，堅決防範重特大事故發生。 ^[23]  健全法規標準，完善管理機制，強化科技賦能，全面提升排查整治質量和城鎮燃氣本質安全水平，推動燃氣安全治理模式向事前預防轉型，加快建立城鎮燃氣安全長效機制。 ^[23] 

餘杭區城市安全運行CT智治系統 ^[21] 

餘杭區存在城市安全基礎薄弱、城市基礎設施運行系統繁雜、城市基礎設施老舊等老問題，也面臨發展方式和產業結構變革、新產業新業態新領域大量湧現、城市化進程加快等新挑戰。 ^[22]  結合國家安全發展示範城市建設指導手冊、國家安全發展示範城市評價細則等要求，對城市中可能造成安全隱患的各類風險及設施進行梳理分類，建立一套多跨協同的應急響應機制和信息化管理工具，該系統利用航天遙感、物聯網傳感、5G等技術手段進行立體式全方位探測，聚焦道路、管線、橋樑、危房、山體及堤壩六大安全風險重點領域，通過CT預警、分析研判和聯動處置三大功能模塊完成閉環處置工作。建 ^[22]  立聚焦道路、管線、橋樑、危房、山體及堤壩六大風險場景的城市安全協同防控體系，實現城市安全運行隱患識別預警、多部門協同響應處置，提升城市安全運行系統化治理水平。 ^[22]  該項目入選浙江省首批數字化改革最佳應用（25個）之一。 ^[22] 

港珠澳大橋結構健康監測系統 ^[8] 

港珠澳大橋跨越珠江口伶仃洋海域，是連接香港特別行政區、廣東省珠海市、澳門特別行政區的大型跨海通道。 ^[9]  大橋地處颱風多發區，而且結構在長期服役過程中的環境侵蝕、材料老化和荷載的長期效應、疲勞效應與突發災害等災變因素的耦合作用將不可避免地導致結構和系統的損傷積累和抗力衰減。 ^[9]  為保障大橋在運營中的安全，避免災難性事故的發生，將自動化健康監測技術與人工巡檢技術相結合，構建起一個符合大橋結構運營期健康監測及巡檢管理系統。 ^[9]  系統包括五個子系統：監測數據採集子系統、構件巡檢維護子系統、結構健康評估子系統、結構維護決策子系統及結構健康數據管理子系統。該系統實現了港珠澳大橋橋樑、隧道、人工島結構重要的環境荷載和結構響應量的實時監測，同時實現對大橋橋樑、隧道、人工島結構人工巡檢數據的錄入和管理；基於監測數據和人工巡檢數據進行構件評級、結構危險狀態預警、損傷診斷、技術狀況評定、極限狀態評估，並給予上述結果制定港珠澳大橋巡檢養護計劃，指導港珠澳大橋的巡檢養護工作。 ^[10] 

杭新景高速公路七里連接線邊坡安全監測預警系統 ^[8] 

杭新景高速公路七里連接線邊坡安全監測預警系統。 ^[9]  七里連接線起始於浙江省常山縣杭新景高速公路七里-新橋互通出入口，終接柯城區七里鄉大頭村大毛線，地理座標東經118°43′35″，北緯29°9′42″，路線全長7.725Km。 ^[9]  滑坡位於連接線中部，貫穿6#、10#、12#工區；2014年6月至2015年11月，滑坡周界逐漸形成貫通併發生緩慢蠕滑變形。 ^[9]  考慮現場工程施工以及後續運營期存在整體性下滑的風險，建立了一套基於自動化監測的全天候安全物聯網監測體系。 ^[9]  監測系統基於實時採集的地表位移、地表裂縫、深部位移、路塹擋牆傾斜、地下水位及降雨等信息，分析了邊坡的穩定狀況和變形的發展趨勢。 ^[9]  七里連接線邊坡監測系統不僅在施工期為邊坡防護工程的方案設計提供技術支持，而且在服役期為連接線的安全運營提供安全保障，經濟效益和社會效益都非常顯著。 ^[9] 

安徽省地質災害監測預警系統 ^[21] 

安徽省地質災害數據分散且實時度低，缺乏科學合理的地質災害風險評估模型，預警信息發佈渠道單一。 ^[21]  為避免地質災害引發人員和財產損失，造成安全事故，構建安徽省地質災害監測預警系統 ，利用GIS、雲計算、大數據、物聯網等先進理念和技術方法,佈設GNSS、普適型多功能監測儀、土壤含水率監測儀、裂縫計、壓電雨量計等智能感知設備,整合各類地質災害監測預警數據資源,構建全省地質災害數據庫實現全生命週期管理。 ^[21]  該項目有效推進地質災害氣象區域風險預警、專業監測預警標準化體系建設,提高地質災害防災減災決策科學性、準確性。 ^[21] 

安全物聯網作為一個廣義上的含義，其中有許多應用場景的物聯網組成部分，相應的物聯網解決方案如下所示： ^[10] 

面對“不測風雲”，如何提升監測預警與風險評估能力？能夠進行“感知預警”、“災害預報“的””安全物聯網成為了構築平安中國的新護盾。 ^[5] 

我國地質和地理環境複雜，氣候條件時空差異大，地質災害複雜多樣，監測手段缺失，信息化管理水平不足，災害預測預警能力低下，是世界上地質災害較嚴重的國家之一。 ^[25]  地質災害監測預警系統依託物聯網、雲計算、3S（GPS、GIS、遙感）、InSAR（合成孔徑雷達干涉測量）、空間信息多級網絡、時空大數據分佈式計算和存儲等技術手段，實現監測數據實時採集傳輸、數據可視化展示、設備人員智能化管理、多維時空數據疊加分析、預警模型深度學習以及處置預案結構化抽取決策。 ^[12] 

小流域安全監測預警 ^[25] 

小流域災害應急管理系統利用物聯網技術，結合洪水預報、洪水風險分析模型建立高精度山洪超前模擬預警體系，從實測雨量、短時臨近降雨預報等多角度計算預測山洪災害，並提供精細化動態山洪過程分析，指導針對性高效應急處置，實現精準化人員轉移撤離，最大程度降低人員財產損失。 ^[25] 

露天礦山安全監測預警 ^[25] 

露天礦邊坡變形是露天開採最大的安全隱患，我國礦產資源豐富，礦山開採量大，一旦發生險情，對於礦山的開採與人員安全會造成極大的威脅。 ^[25]  露天礦山邊坡監測預警系統，可以實現邊坡防治管理的科學化、信息化、標準化和可視化，為礦山防災減災決策提供科學依據，為礦山安全防治工作的質量、效率和管理水平的提高奠定基礎，有效提升礦山管理部門、政府安監部門的監管水平。 ^[25] 

尾礦庫是一個具有高勢能的人造泥石流危險源，存在潰壩危險，一旦失事，容易造成重特大事故。 ^[8]  尾礦庫安全監測系統可以完成尾礦庫各項監測信息的自動採集、存儲、網絡分發、預警顯示等多項任務。 ^[8]  實現尾礦庫監測的信息化、三維化、實時化、網絡化，使尾礦庫生產、安全管理人員，可以及時、直觀地掌握尾礦庫安全參數的實際動態。 ^[8] 

山塘、水庫等水工結構安全監測預警 ^[25] 

屋頂山塘、大壩、堤防由於受到各種自然因素的影響，其工程狀態和運行情況都在隨時變化，實時掌握工程狀態，分析判斷壩體、壩基、岸坡、堤坡等處的安全運行非常重要。通過建立安全自動化監測感知網絡，對環境量、變形、滲流、應力應變等項目進行全方位動態監測，可有效延伸實時感知能力，為山塘、大壩、堤防安全狀態評估提供可靠的數據支撐和決策依據。 ^[25] 

燃氣、供水、污水等地下管網安全監測預警 ^[25] 

燃氣供應、供水、污水處理，關係着城市各行業的運轉和人們的生產生活。 ^[25]  燃氣管網安全監測系統通過實時採集燃氣管網壓力、流量、燃氣泄漏等數據，對燃氣管網的運行狀態、安全風險進行實時監測和預警，在突發報警事件時，能快速定位異常位置，並提供數據支撐，有效保障燃氣管網的安全穩定運行。 ^[25]  供水管網安全監測系統通過建設供水源地、水廠及二次供水箱全鏈路深層次的水質監測體系，為供水工作提供數據分析，及時發現管網故障，提高維護效率、降低損失，保障供排水質量，達到科學預警，減少成本，提高效率，保證居民供水安全的目的。 ^[25] 

排水管網監測系統通過對管網水位、流量、水質等數據的實時監測，結合氣象預報、雨情信息，保證雨污排水系統安全高效運行，為城市排水規劃、防澇預測提供決策依據，切實提高城市雨污排水防澇信息化水平與管控能力，加速海綿城市的建設步伐。 ^[25] 

現代化的大型橋樑一般跨度均較大，受颱風等影響時，震動和擺幅也相應較大。 ^[10]  嚴重時會影響到橋樑的正常運營，甚至威脅橋樑及人員車輛的安全。 ^[10]  橋樑結構健康監測系統依託物聯網、BIM、GIS、大數據、雲計算、人工智能等現代化技術手段，通過對橋樑環境與結構行為的實時監測，結合結構安全狀態的分析與智能化評估，為橋樑施工和運營階段的結構工作狀態、安全性以及正常使用性的評估提供必要且可靠的數據，為橋樑全生命週期的安全管控和養護管理提供決策依據。 ^{[10]  [25]} 

隧道工程與其他地上普通工程結構相比，在勘察、設計、施工和管理上具有較多的不確定性和複雜性。 ^[10]  同時隨着隧道工程的運營，也容易在內部、外部因素影響下出現不同程度的病害。 ^[10]  隧道結構安全監測系統通過對隧道應變、振動、温度、沉降等動態響應信號的實時在線監測和遠程採集，把握隧道施工和運營階段工作狀態，及時發現隧道隱藏的安全風險，有效減少災害的發生。 ^{[10]  [25]} 

道路安全監測預警 ^[25] 

預防道路塌陷是城市建設與管理工作的一項重要任務。城市道路安全監測系統通過全域道路風險評估、重點區域實時監測，及時發現道路下方潛伏的土體疏鬆、富水和空洞等深層病害，指導養護消除隱患，助力城市規劃建設的科學決策。 ^[25] 

危舊房屋安全監測預警 ^[25] 

房屋隨着使用年限增加，會逐步出現一定的安全隱患，對危舊房屋的安全監測刻不容緩。 ^[25]  危舊房屋安全監測系統通過對房屋的全天候監測值守，實時掌握房屋的沉降變形及牆體裂縫等數據，通過海量數據挖掘及分析，預判房屋結構變化趨勢及安全狀態，可幫助運營管理單位對建築物進行科學的加固和維護，保障房屋結構安全，延長建築物壽命。 ^[25] 

中國古建築具有悠久的歷史傳統，文化源遠流長，歷經千年，每一件保存下來的古建築都是彌足珍貴的國寶。 ^[11]  古建築能否繼續安然無恙的繼承下去，是歷史託付給當代人的重要使命。 ^[11]  文物古建安全監測系統基於物聯網技術、移動互聯網技術、雲計算技術和人工智能算法，對城市的文物古建、古蹟所處環境和自身的結構狀態進行自動化監測。 ^[11]  通過古蹟、古建築檔案已有數據以及自動化監測系統獲取的新數據，結合智能算法、專家系統等手段，實現健康診斷、實時預警等功能，提供古建、古蹟管理的智能化與信息化服務，滿足管理部門對文物古建的監管需求。 ^[11] 

熔煉爐安全監測預警 ^[25] 

熔鍊行業安全生產事故時有發生。熔煉爐安全監測系統通過對中頻爐/熔煉爐的冷卻水系統監測、爐壁厚度檢測和裂縫檢測等手段，幫助生產者實時瞭解熔煉爐的運行情況，提前發現安全隱患，保障生產安全，提高生產效率。 ^[25] 

工程機械施工安全監測預警 ^[25] 

為規範工程機械施工工作，避免因不合規作業對市政基礎設施造成的破壞，減少生產事故的發生，對工程機械施工過程的安全監測尤為重要。 ^[25]  如通過在地質勘探鑽機上安裝物聯感知設備，對地質勘探鑽機的運行進行全流程數據監測與上報，提升監管感知能力，從源頭和現場不間斷監管地質勘探作業，以數字化手段提升安全監管水平。 ^[25]