構建以公眾生命財產安全、社會安定有序和經濟社會系統持續運行為核心目標的安全保障型社會是實現強國目標的必有之義。在工程科技中長期發展戰略研究中，公共安全作為一個跨領域的研究課題，面向科技強國和小康社會目標，結合我國國情和發展需求，開展公共安全科技發展戰略研究和路徑設計。本文探討了構建安全保障型社會的內涵，介紹了以建設、立體化的公共安全體系為目標的公共安全科技中長期發展戰略研究和發展路徑，提出了我國公共安全科技發展的總體思路和戰略構想。
前言
公共安全以保障人民生命財產安全、社會安定有序和經濟社會系統的持續運行為核心目標。安全發展理念是新時期重要的發展理念，構建安全保障型社會是實現強國目標的必有之義。
自2003年公共安全作為重要領域被納入國家經濟社會發展規劃和國家科技規劃以來，我國公共安全科技水平和保障能力得到迅速提升，成果顯著。
國家應急平臺體系基本建成，應急能力建設大幅提升，增強了對突發事件應對和管理的能力；
自然災害監測預測預警時效性和準確性明顯提升，社會安全風險防控網絡基本形成，快速反應和現場處置能力顯著增強，公共安全綜合保障一體化和社會化趨勢日漸明顯；
成套化技術裝備體系向國外輸出，技術競爭力明顯提升，如ECU911技術系統在厄瓜多爾7.8級地震救援和震后重建中發揮了巨大作用。
隨著我國工業化、信息化、城鎮化的快速推進，公共安全事件易發、頻發和多發的趨勢日漸明顯，公共安全問題總量居高不下且復雜性加劇，潛在風險和新隱患增多，防控難度加大，這些都給突發事件的應對和公共安全的保障提出了新挑戰。健全公共安全體系，全面提升公共安全保障能力，構建安全保障型社會是重大而緊迫的歷史使命。
國內外公共安全形勢及發展歷程
公共安全是世界各國經濟社會良性發展和國家管理正常運行的前提和基礎。在2001年“9·11恐怖襲擊事件”的巨大沖擊下，公共安全受到高度重視并被世界各國上升到國家戰略的高度。美國、英國、日本、德國等國家均構建了突發事件管理和應對系統，制定了相關法案以及各類應急預案，確保重大突發事件的應對。
美國建立了國家突發事件管理系統(NIMS)，于2003年發布了《第8號國土安全總統令》，提出強化美國國家突發事件的應急準備工作，以便對各類突發事件開展有效預防；并于2011年開始實施國家戰略風險評估(SNRA)。
英國建立了綜合應急管理系統，于2001年出臺《國內突發事件應急計劃》，提出對可能致災因子進行風險評估，并于2002年發布《風險：提升政府管理風險與不確定性的能力》報告，2005年開始進行風險排查登記工作，評估未來5年內英國可能面對的重大災害與威脅。日本建立了從中央到地方的防災減災資訊系統及應急反應系統。德國建立了危機預防信息系統。
我國自2003年的“SARS事件”后更加重視公共安全問題，構建了以“一案三制”為代表的應急管理制度，建設了“縱向到底，橫向到邊”的國家應急平臺體系。
近年來，隨著新技術的發展和化趨勢的推動，對公共安全的高度重視已經成為共識，公共安全科技創新與成為趨勢。
2015年聯合國通過了《2015—2030仙臺減輕災害風險框架》，提出大幅降低災害對人口、經濟、重要基礎設施和服務的影響。
美國發布《災害應對與韌性2030：在“不確定”時代的戰略行動》，將未來公共安全綜合保障聚焦于個體角色變化、關鍵基礎設施保護以及新技術應用等方面，確定未來公共安全發展的目標為更全面的準備、更準確的預測、更科學的響應和更迅速的恢復。
歐盟發布《地平線2020計劃》，專門提出“安全社會-保障歐洲及其公民的自由與安全”板塊，將保護公民安全、打擊*和恐怖主義、保護民眾不受自然災害和人為事件的傷害等作為主要研究方向。
日本在《科學技術基本計劃(2016—2020)》中確定了13個科技創新重點方向，其中國家安全保障等4個方向與公共安全直接相關。
我國的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020年)》對公共安全科技發展進行了系統的研究和部署。
經過近十年的迅速發展，目前我國公共安全四大核心技術——風險評估與預防技術、監測預測預警技術、應急處置與救援技術、綜合保障技術的總體水平已超越發展中國家水平，但與水平仍有約十年的差距。與水平相比較，我國公共安全領域技術水平已形成“*、并跑、跟跑”三跑并行的基本格局，但絕大部分還處于“跟跑”狀態(見圖1、圖2)。與技術國家相比，我國基礎研究成果向優勢技術轉化的能力較弱，技術競爭還處于劣勢；和支撐國家公共安全治理體系與治理能力現代化的科技創新體系尚待健全。
圖1 我國公共安全領域技術水平的基本格局
圖2 我國公共安全四大核心技術與水平的差距
公共安全科技體系
公共安全科技體系的框架可以用一個三角形來表征，如圖3所示。三角形的三條邊分別是：突發事件、承災載體和應急管理，聯接這三條邊的是災害要素，包括物質、能量和信息。
圖3 公共安全三角形模型
災害要素本質上是一種客觀存在，災害要素超臨界或遇到一定的觸發條件就可能導致突發事件。公共安全科技發展的主要任務是通過對突發事件、承災載體和應急管理三方面的研究和有效控制，實現公共安全保障。
針對突發事件，研究其孕育、發生、發展到突變的演化規律及其產生的物質、能量和信息等風險作用的類型、強度及時空特性。
針對承災載體，研究其在突發事件作用下和自身演化過程的狀態及其變化，可能產生的本體和/或功能破壞，及其可能發生的次生、衍生事件。
針對應急管理，研究在上述過程中施加人為干預，從而預防或減少突發事件的發生，弱化其作用；增強承災載體的抵御能力，阻斷次生事件的鏈生，減少損失；避免應急不當可能造成的突發事件的再生及承災載體的破壞，以及代價過度。
公共安全領域的核心技術包括風險評估與預防技術、監測預測預警技術、應急處置與救援技術、綜合保障技術，如圖4所示。
風險評估與預防技術是以預防或減少突發事件的發生，增強承災載體的抵御能力和增強應急能力為目標，包括風險隱患識別技術、風險分析與評價技術、風險防范與控制技術等二級技術；
監測預測預警技術以實現突發事件的監測、定位、準確態勢預測和全覆蓋實時預警為目標，包括公共安全監測監控技術、突發事件預測預報技術、突發事件預警與發布技術等二級技術；
應急處置與救援技術以實現對突發事件的應急為目標，包括災情評估與綜合研判技術、應急決策支持技術、應急現場傳感與通信技術、人員搜救與疏散避難技術、現場處置與控制技術等二級技術；
綜合保障技術以為公共安全預防與應急準備、監測預警、應急處置與救援和恢復重建全過程提供基礎與技術保障為目標，包括應急過程與能力評估技術、公共安全數據支撐技術、公共安全標準化及認證認可技術、公共安全實驗試驗與仿真技術、突發事件情景構建與推演技術、公共安全培訓演練與科普教育技術等二級技術。
圖4公共安全領域核心技術體系
公共安全科技發展的目標和任務
(一)發展思路
堅持“自主創新、重點跨越、支撐發展、未來”的指導方針，立足當前，著眼未來，加強*應用和綜合集成，強化實時感知預知、大數據分析決策、多功能智能化應急裝備等關鍵技術的研發，聚焦“安全”和“智慧”，以科技創新為驅動，以風險預防為立足點，以有效應對和安全韌性提高為目標，構建立體化的公共安全網，系統部署，重點突破，實現我國公共安全由被動應對型向主動保障型的轉變。
(二)發展目標
健全公共安全體系，構建立體化的公共安全網，構建安全保障型社會。
1.在風險評估與預防方面，實現已有風險可控，未來風險可知；
2.在監測預測預警方面，實現信息全面感知、數據多源融合、預測高度智能和預警發布；
3.在應急處置與救援方面，實現應急指揮有力、應急協同有序、應急處置；
4.在綜合保障方面，實現城市與社區韌性持續增強、應急資源深度共享、應急平臺與裝備的一體化穩固支撐。
(三)重點方向
面向未來公共安全復雜巨系統“風險-預測-處置-保障”高度聯動和智慧、韌性管理的重大發展需求，構建立體化的公共安全網，實現跨領域、跨層級、跨時間、跨地域的公共安全保障。公共安全科技發展包括以下5個重點方向。
1.全周期和全鏈條式的風險評估與預防
發展多災種多尺度多物理場綜合化和系統化風險評估技術、多災害耦合致災過程模擬和情景構建技術、潛在未知風險的評估技術，實現風險評估的定量化、標準化、系統化。
2.多災種和多領域協同監測預測預警
發展綜合考慮大氣、海洋、生物、固體地球相互作用、綜合考慮多種災害交互作用的公共安全模擬預測技術，多行業多領域協同的系統化監測預警技術，實現監測的綜合化、預測的智能化、預警的化以及監測預測預警的一體化。
3.跨區域、跨層級、跨部門深度融合應急處置與救援
發展多功能、一體化的應急現場處置與救援關鍵技術、快速疏散和避難技術、多維信息實時傳輸技術、輿情深度分析技術、虛擬仿真技術、人員自動搜救技術、人體損傷評估技術、人-機-物深度融合在線應急感知技術、應急機器人技術等。促進協調有序性，增強惡劣災害條件下的救援能力，實現應急處置與救援的高能化與化。
4.標準化的公共安全應急技術裝備體系
針對突發事件應對中人員救護和現場處置薄弱的問題，圍繞公共安全應急的關鍵裝備和應急需求，開展基礎科學問題、共性關鍵技術、技術標準化和產業化等研究，研發出一批標準化、體系化、成套化、智能化的應急裝備，全面提升應急保障能力。
5.公共安全綜合保障一體化平臺
面向公共安全的業務持續管理和跨行業深度融合需求，研發和構建公共安全綜合保障一體化平臺，實現風險評估與預防、監測預測預警、應急處置與救援的高度綜合保障，實現與交通安全、危險化學品管控、輿情監管、防恐*、電力安全、水利安全等領域的深度融合，提高公共安全的綜合保障能力。
(四)重大科技研究與工程建設任務
1.多圈層耦合、多領域融合的公共安全大型模擬器
研究綜合考慮大氣、海洋、生物、固體地球相互作用以及復雜性的模擬技術，實現地球系統各圈層、各物理生化過程、相互作用耦合機制的模擬和表達。
研究綜合指標體系、數據統計、情景演化等方法的風險評估技術，實現危險化學品、重點設施(危險化學品倉庫、城市管網、深海管道、交通樞紐等)、重要能源(電、油、氣、氫)等的全生命周期管理和全鏈條風險評估。
研究大規模密集人群風險預警與疏散疏導技術、大規模交通疏散仿真技術、應急交通評估技術，構建區域疏散避難系統。
研究重大災害情景的感知、再現、仿真、推演技術，實現數字化信息與物理場信息的有效疊加，實現復雜災害場景及其發展演化過程的模擬仿真與情景推演。
研究網絡輿情傳播推演技術和面向防恐*的特殊個體識別、跟蹤與追溯過程的模擬推演技術，實現線上–線下一體化的事件模擬與推演。
研究與電力系統、水利系統等多種行業領域相關的公共安全問題模擬技術，實現多事件和事件鏈推演。構建多圈層耦合、多領域融合的地球系統模擬和突發事件演化模擬的大型綜合模擬器。
2.立體化公共安全網
編制立體化公共安全網，實現風險評估與預防、監測預測預警、應急處置與救援、綜合保障四個方面的橫向節點研究，以及交通安全、危險化學品、輿情、防恐*、電力安全、水利安全等縱向節點研究，實現網絡節點之間互聯互通，合力突破公共安全領域關鍵技術創新和關鍵設備研發的瓶頸，持續解決公共安全領域核心的科學技術問題，實現行業深度融合的立體化公共安全網。
3.城市公共安全與韌性保障工程
隨著城鎮化速度的加快，出現較多的大城市、特大城市及城市群，城市公共安全形勢日益嚴峻，人員聚集場所、道路交通、生命管網等脆弱性增加。針對以城市(城鎮)為載體的高密度人員聚集區域的公共風險，建立符合我國各類人群特征的行為庫，建成基于多源數據的城市動態風險監測、識別和評估平臺。結合應用地理信息系統(GIS)、移動互聯網、物聯網等多項新技術，建成智能化、網聯化的城市快速疏散和避難系統。對城市規劃、生命線管網、重要設施和關鍵場所等進行全生命周期的管理，形成完善的城市管網系統、重要設施和關鍵場所安全評價體系，建成全國統一的城市安全管理與韌性保障平臺。
4.公共安全研究基地建設
建設一批*的公共安全研究基地，如國家實驗室、工程中心、創新中心等，包括開展突發事件的實驗再現和耦合性機理研究的各類型實驗室；進行原生突發事件、次生事件、事件鏈發展演化的大型實驗研究基地；進行產品檢測和裝備的公共安全檢測測試中心和認證基地；進行突發事件全過程模擬仿真、情景推演、綜合研判、決策指揮等核心技術的實驗驗證基地、數據庫和計算平臺，*可視化系統與平臺等。
展望與挑戰
展望未來，量子技術、人工智能、增材制造、微納制造、生物制造、新能源革命、新型交通方式、海洋經濟、空間探索、萬物互聯等新興技術在為人類生活提供大量便利和優勢的同時，也給公共安全帶來了新的風險。經濟一體化、老齡化社會、自然災害的強度和頻次增加、恐怖主義等新形勢也給未來公共安全帶來新的挑戰。
(一)未知風險的評估
基于物聯網、大數據、云計算、人工智能、模擬仿真、情景推演等技術構建風險預測預判工具，分析新技術、新材料、新產業、新政策等可能存在的無法承受或未認知到的潛在風險，實現對未知風險的預判以及災害先兆事件的研究和關注。
(二)“數據-計算-推理”深度融合的未來推演
基于“數據-計算-推理”深度融合的未來推演理論和方法，從網絡節點角度能夠實現重點場所和設施、重要能源與儲備、重大工程等全生命周期的監測預測預警；從全網覆蓋角度，能夠預測未來新技術革命、格局變化等對公共安全形勢帶來的影響，推動構建面向未來的公共安全應對體系。
(三)信息泛在化與萬物互聯形式下的公共安全
計算和通信等技術領域的變革，無限數據、無限存儲、無限帶寬將成為未來趨勢，萬物互聯、人機交互，數據獲取-處理-分析高度集成化與個性化，政府-機構-公眾的高度交互與協同，決策結構與流程的扁平化，都給公共安全科學技術的發展、治理和服務能力的提升帶來極大的挑戰。適應新形勢，迎接新挑戰，亟須健全公共安全體系，構建安全保障型社會，為人類社會的發展和進步保駕護航。
本文為范維澄院士主持的中國工程科技2035發展戰略研究公共安全跨領域課題研究報告，原文刊載于《中國工程科學》2017年01期。作者劉奕，倪順江，翁文國，范維澄。
