大數(shù)據(jù)“算命”消除天災(zāi)人禍_數(shù)據(jù)分析師

身處這個(gè)大時(shí)代，大數(shù)據(jù)還能干什么？一些應(yīng)用，或許你有所不知。

　　從位于上海交大電子信息與電氣工程學(xué)院的大數(shù)據(jù)工程技術(shù)研究中心，到位于中山北一路“803大院”的上海市刑事科學(xué)技術(shù)研究院，科學(xué)家和工程師們都在思考：如何利用大數(shù)據(jù)“算命”，盡量消除天災(zāi)人禍。

　　密集風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，智能疏導(dǎo)客流

　　未來(lái)一天傍晚，某商圈車水馬龍、人潮涌動(dòng)。

　　“滴滴滴……”商圈管理辦公室的警鈴瞬時(shí)響起，發(fā)出人流密集風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警！同時(shí)，顯示屏跳出預(yù)警信息，通過(guò)分析周邊人流分布狀況，獲得應(yīng)急疏散預(yù)案也隨即給出。值班人員小張立即拿起對(duì)講機(jī)通知安保部：“百貨門前天橋人流過(guò)度集中，請(qǐng)迅速啟動(dòng)二級(jí)疏導(dǎo)預(yù)案，引導(dǎo)客流往1號(hào)、3號(hào)大門疏散，同時(shí)關(guān)閉2號(hào)大門。”說(shuō)話之間，相關(guān)數(shù)據(jù)信息已第一時(shí)間傳輸至全市預(yù)警系統(tǒng)平臺(tái)。

　　大數(shù)據(jù)工程技術(shù)研究中心主任、上海交大特聘教授邱才明向記者描述了這樣的大數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景。原來(lái)，這次預(yù)警是由“人流密集風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)”發(fā)出的。通過(guò)商圈安裝的圖像智能識(shí)別系統(tǒng)，這套預(yù)警系統(tǒng)就能實(shí)時(shí)采集人流信息，隨即對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

　　邱才明介紹，基于隨機(jī)矩陣?yán)碚摰拇髷?shù)據(jù)分析方法可進(jìn)行建模，數(shù)據(jù)模型可判斷出實(shí)時(shí)人流狀態(tài)，并可同時(shí)預(yù)測(cè)未來(lái)5至10分鐘該區(qū)域內(nèi)人群密度的變化趨勢(shì)，第一時(shí)間提供相關(guān)部門決策支持。一旦人流密集度超出預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)將立即發(fā)出報(bào)警，并根據(jù)事態(tài)成因、人群行為分析和周邊通道狀況建立應(yīng)急疏散模型，從中優(yōu)化選擇最佳方案，供指揮中心發(fā)出客流疏導(dǎo)指令。

　　參考人流密集風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)的智能建議，管理者、決策者可根據(jù)預(yù)警等級(jí)，判斷引起人流變化的原因，可能是某商圈活動(dòng)引起人流聚集，也可能是車輛停運(yùn)，甚至是人員傷害、恐怖襲擊等。因此，管理人員就能因勢(shì)利導(dǎo)，采取疏導(dǎo)、限流甚至警力干預(yù)等措施，避免人流過(guò)度聚集，排除安全隱患，為民眾安全出行保駕護(hù)航。

　　邱才明教授認(rèn)為，在未來(lái)，隨著移動(dòng)終端、位置服務(wù)（LBS）和車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的日益普及，地理數(shù)據(jù)、軌跡數(shù)據(jù)和各種基于位置的搜索記錄等，將共同構(gòu)成位置大數(shù)據(jù)。這不僅僅是信息，還將成為重要的戰(zhàn)略資源，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)將提供很多社會(huì)和城市運(yùn)行的規(guī)律及趨勢(shì)，為優(yōu)化政府規(guī)劃、防災(zāi)和應(yīng)急響應(yīng)提供智慧支撐。

　　有了千里眼，還需神算手

　　2013年4月20日，四川省雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級(jí)地震。又是四川，又是大震？突如其來(lái)的天災(zāi)牽動(dòng)全國(guó)人民的心，許多民間志愿者自發(fā)組織前往震區(qū)救災(zāi)。一時(shí)間，趕赴災(zāi)區(qū)的綠色通道，擠滿了大大小小的救援隊(duì)伍，造成了嚴(yán)重堵塞，甚至發(fā)生了救援志愿者遭遇墜石事故喪生的悲劇。

　　在肯定民間搶險(xiǎn)救災(zāi)熱情的同時(shí)，人們也開(kāi)始進(jìn)行“理性救災(zāi)”反思。搶險(xiǎn)救災(zāi)不能僅僅依靠一腔熱情，更需要以科學(xué)的技術(shù)與方法作為指導(dǎo)。上海交大電信學(xué)院大數(shù)據(jù)工程技術(shù)研究中心副主任金之儉認(rèn)為，通過(guò)大數(shù)據(jù)理論建立海量遙感數(shù)據(jù)獲取、儲(chǔ)存與分析體系，將為“理性救災(zāi)”指明道路，也就是說(shuō)，在地震發(fā)生后的第一時(shí)間，依靠衛(wèi)星或航空遙感技術(shù)，遠(yuǎn)程獲取震區(qū)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，評(píng)估和預(yù)測(cè)災(zāi)區(qū)受損情況，明確物資需求，規(guī)劃救援道路，有助于制定合理的救援計(jì)劃，最大程度減小災(zāi)害影響。

　　有了千里眼、順風(fēng)耳，還需神算手。災(zāi)害監(jiān)測(cè)是遙感技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用方向，對(duì)于自然災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家和地區(qū)而言尤其具有價(jià)值。我國(guó)近年來(lái)遭遇了多次地震災(zāi)害，與震前預(yù)測(cè)相比，災(zāi)后震區(qū)的遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，更可充分測(cè)算解析大數(shù)據(jù)海量、異構(gòu)、多源的外部特征，以及多維度、多尺度、非穩(wěn)定的內(nèi)部特征，通過(guò)對(duì)地表、環(huán)境、地震本身數(shù)據(jù)的充分測(cè)算解析，使災(zāi)害造成的危難細(xì)節(jié)、對(duì)地面道路的損害程度、救援資源的調(diào)度分配等實(shí)時(shí)分析能力獲得提升，這對(duì)于減少災(zāi)難損失、提高救援效率、支持災(zāi)后重建具有極其重要的作用。

　　除了地震災(zāi)害監(jiān)測(cè)，大數(shù)據(jù)遙感還可應(yīng)用到洋流監(jiān)測(cè)、氣候預(yù)警等多個(gè)領(lǐng)域。以洋流監(jiān)測(cè)為例，地球上有遼闊的海洋，其面積是地球上陸地面積的2.5倍，不過(guò)人類對(duì)海洋的認(rèn)識(shí)還非常局限。事實(shí)上，海洋是人類環(huán)境、氣候的起源地，只有對(duì)海洋進(jìn)行監(jiān)控，才能獲得更好的氣象預(yù)報(bào)、環(huán)境預(yù)測(cè)等效能。

　　金之儉介紹，目前科學(xué)家們正試圖將傳感器，如溫度、鹽度、熱慣量等傳感器，廣泛布置于海洋中。這些傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量非常龐大，并且很多數(shù)據(jù)無(wú)法實(shí)時(shí)傳到數(shù)據(jù)中心。假如在每個(gè)足球場(chǎng)這么大的海洋面積放置1個(gè)傳感器，全球海洋分布的傳感器總量將達(dá)520億只，其所含信息和維度都非常之大。通過(guò)高維大數(shù)據(jù)計(jì)算方法，才能對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而有助于對(duì)厄爾尼諾現(xiàn)象會(huì)否發(fā)生、糧食產(chǎn)區(qū)氣候是否惡化等情況進(jìn)行預(yù)警。

　　解讀DNA大數(shù)據(jù)，滴血畫(huà)像

　　在保護(hù)生命和財(cái)產(chǎn)安全方面，大數(shù)據(jù)還有大作為。一滴血驗(yàn)DNA，已不是什么神奇；如今，法醫(yī)只要7個(gè)完整的人體細(xì)胞，就能檢出DNA。

　　在市公安局刑事科學(xué)技術(shù)研究管理中心，生物物證室副主任平原介紹，由于　DNA　物證檢驗(yàn)?zāi)芰焖偬嵘?，目前每年滬上與DNA檢測(cè)相關(guān)的案件達(dá)到1萬(wàn)多起，其中包含了3.4萬(wàn)個(gè)現(xiàn)場(chǎng)樣本，小到果殼、大到樹(shù)木?；谶@種　DNA大數(shù)據(jù)，可快速比對(duì)嫌疑人的DNA，排除嫌疑或鎖定嫌犯，依法保障公民安全。

　　而上海產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院生物醫(yī)學(xué)部主任李亦學(xué)研究員表示，在生物信息學(xué)領(lǐng)域，現(xiàn)有計(jì)算能力與急劇上升的生物數(shù)據(jù)量之間，存在極大差距。以人體為例，常被采用的基因就達(dá)2.2萬(wàn)種，還有30萬(wàn)種相關(guān)蛋白?？梢哉f(shuō)，人類的計(jì)算能力按照摩爾定律每18個(gè)月翻一番，而存儲(chǔ)能力大約每14個(gè)月翻一番，但大數(shù)據(jù)的產(chǎn)量則是5個(gè)月就會(huì)翻一番。

　　當(dāng)然，下一代基因測(cè)序技術(shù)正在不斷追趕生物數(shù)據(jù)的大爆炸。比如最先進(jìn)的“HiSeq　X”基因測(cè)序系統(tǒng)，由10臺(tái)“HiSeq　X”測(cè)序儀組成，采用“測(cè)序工廠”模式定位，適合運(yùn)行于大型化的基因組中心，為各類生命科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)研究提供海量、高效的測(cè)序服務(wù)。據(jù)稱，這樣的測(cè)序機(jī)器每次運(yùn)行需要3天時(shí)間，即可產(chǎn)出高達(dá)1.8T的有價(jià)值數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)產(chǎn)出效率是現(xiàn)有主流測(cè)序儀“HiSeq 2000”的12倍。這樣算來(lái)，整套系統(tǒng)每年可完成1.8萬(wàn)人的全基因組測(cè)序，盡管這對(duì)于整個(gè)人類的生命大數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)還是杯水車薪，即使對(duì)于有特定需求的測(cè)序人員而言，也是供不應(yīng)求的。

　　在平原、李亦學(xué)等專家看來(lái)，隨著　DNA大數(shù)據(jù)科學(xué)的發(fā)展，一滴血將不僅能測(cè)定“誰(shuí)是誰(shuí)”，也能鑒定出“他來(lái)自哪里”，甚至還能根據(jù)個(gè)體基因判斷分析表型特征，比如眼皮、鼻孔、耳垂、膚色等，從而自動(dòng)為他畫(huà)出一幅頭像來(lái)。