城市基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)韌性提升淺探
前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了城市基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)韌性提升淺探范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。
一、引言
城市社會的正常運轉(zhuǎn)很大程度上依賴著水、電、網(wǎng)、氣和交通等基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的有效運行，盡管這種依賴日常并不明顯，但基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，卻可能成為城市功能部分喪失甚至全部癱瘓的催化劑。近年來，各類突發(fā)性事件頻發(fā)，災(zāi)后城市基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的功能是否能保持完整，是否較快修復(fù)，直接影響災(zāi)后應(yīng)急工作的運行效率。因此提升城市基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)韌性、完善城市綜合防災(zāi)水平，如今已成為備受學界關(guān)注的重要課題和規(guī)劃建設(shè)領(lǐng)域?qū)＜业闹匾芯糠较?。本文在解析城市基礎(chǔ)設(shè)施韌性內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，分別從基礎(chǔ)設(shè)施供給、協(xié)同管理機制和新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)三個角度探討提升策略。
二、韌性成為城市基礎(chǔ)設(shè)施提升的新方向
城市基礎(chǔ)設(shè)施是指能夠向社會、單位和居民提供生產(chǎn)生活有關(guān)的公共設(shè)施的產(chǎn)業(yè)、企業(yè)和部門，是能夠促進社會經(jīng)濟發(fā)展、保障企業(yè)物質(zhì)生產(chǎn)、提供居民正常生活的基本物質(zhì)基礎(chǔ)，具有特定區(qū)域性、空間性和時間性特征。通常，廣義的城市基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)涵蓋了公共服務(wù)設(shè)施和工程性基礎(chǔ)設(shè)施，包括教育、醫(yī)療、衛(wèi)生、市政生命線工程、交通工程、通信工程和能源工程等；而狹義的基礎(chǔ)設(shè)施主要指工程性基礎(chǔ)設(shè)施?；A(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的有效運轉(zhuǎn)是城市賴以生存發(fā)展、居民生產(chǎn)生活、經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的基礎(chǔ)支撐。經(jīng)過三四十年的快速城市化進程，我國城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域成果斐然，框架和功能也逐步建立健全。過去的城市發(fā)展經(jīng)驗中，越大的城市往往被認為基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)更完善、抵御擾動的能力也更強。然而，2019年年末以來，新冠肺炎疫情對城市特別是武漢、上海等大城市造成的巨大沖擊將城市公共服務(wù)、社區(qū)建設(shè)等短板充分暴露，如面對高密度和高流動性的城市人口，公共醫(yī)療特別是基層醫(yī)療服務(wù)資源短缺，醫(yī)療設(shè)施規(guī)劃布局不合理、社區(qū)服務(wù)人員不足等問題。2021年7月，鄭州受強臺風輸送大量水汽的影響，發(fā)生了歷史罕見的洪澇災(zāi)害，致使大量的基礎(chǔ)設(shè)施損毀，進而對整個城市系統(tǒng)造成影響，包括地鐵站被淹等事件導(dǎo)致的大量生命財產(chǎn)損失，這使得政府和居民開始關(guān)注和反思城市基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性問題。因此，綜合性、系統(tǒng)性的城市基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、建設(shè)和運營管理十分必要。韌性（Resilience）作為可持續(xù)發(fā)展的核心概念之一，是指暴露在危險中的系統(tǒng)、社區(qū)或社會抵御、吸收、適應(yīng)危險的能力并及時有效地從危險的影響中恢復(fù)（UNISDR，2009）。相關(guān)研究表明，韌性的系統(tǒng)被認為具有魯棒性、冗余性、迅速性、資源性、穩(wěn)健性、靈活性、多樣性、連通性等特征。因此很多國家和地區(qū)都將建設(shè)韌性城市作為未來城市發(fā)展的重要目標。國際上韌性城市通常包含四個維度：基礎(chǔ)設(shè)施、經(jīng)濟、社會和制度層面。而作為其他三方面的“骨架”，基礎(chǔ)設(shè)施韌性建設(shè)顯得尤為重要。韌性概念的引入也為城市基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)的研究和規(guī)劃注入了新的活力?！吨泄仓醒腙P(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標的建議》中首次提出建設(shè)“韌性城市”，其側(cè)重點就是在優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施方面，即提高基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)對地震、洪澇災(zāi)害等自然災(zāi)害的能力?？梢哉f，韌性成為了城市基礎(chǔ)設(shè)施提升的新方向。
三、城市基礎(chǔ)設(shè)施韌性的內(nèi)涵解析
從概念上講，韌性包含三個相互關(guān)聯(lián)的含義:較低的失敗率、發(fā)生故障時不太嚴重的負面后果以及能夠更快地從故障中恢復(fù)。因此，城市基礎(chǔ)設(shè)施韌性是指在面對災(zāi)害沖擊及外部環(huán)境變化等干擾時，系統(tǒng)能夠預(yù)防、抵御、響應(yīng)沖擊并適應(yīng)其影響，且能從中恢復(fù)或轉(zhuǎn)換至正常運行狀態(tài)的能力。韌性較強的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)在面對災(zāi)害時有著較強的防御能力和恢復(fù)能力，也能最大化地保障系統(tǒng)的正常運行和功能的正常實現(xiàn)。有學者指出基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)韌性的九大特性，包括：排除安全故障的能力、良好的治理水平、信息處理能力、魯棒性、學習更新能力、智慧性、問題響應(yīng)能力、靈活性和冗余度（圖1）。除了城市交通、水、能源、環(huán)境衛(wèi)生、園林綠化、信息通信等生命線基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)在規(guī)劃建設(shè)和日常運行中提到的應(yīng)急預(yù)案，我們常見到的海綿城市、應(yīng)急避難場所、城市人防設(shè)施等基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)的規(guī)劃和建設(shè)也是提升城市基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)韌性的具體工作體現(xiàn)。聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標（Sustainable Development Goals，SDG）中對基礎(chǔ)設(shè)施韌性設(shè)有如下目標：（1）發(fā)展高質(zhì)量、可靠、可持續(xù)和有韌性的基礎(chǔ)設(shè)施，包括區(qū)域和跨境基礎(chǔ)設(shè)施，以支持經(jīng)濟發(fā)展和人類福祉，重點是讓所有人都能負擔得起和公平地獲得服務(wù)……（2）到2030年，升級基礎(chǔ)設(shè)施，改造工業(yè)，使其可持續(xù)發(fā)展，提高資源利用效率，更多地采用清潔和無害環(huán)境的技術(shù)和工業(yè)流程……（3）使城市和人類住區(qū)具有包容性、安全性、韌性和可持續(xù)性…… 有別于傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)防災(zāi)減災(zāi)和脆弱性等概念，韌性更強調(diào)完整的減災(zāi)周期，基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)韌性提升也因此具有全過程意義和多要素內(nèi)涵。理解城市基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)韌性，可從災(zāi)害發(fā)生前的預(yù)防（保障）工程和預(yù)警措施、災(zāi)害發(fā)生時的應(yīng)急救援救助和災(zāi)后長期的重建和恢復(fù)三個層次分析和評估：（1）災(zāi)前預(yù)防與工程保障水平：衡量災(zāi)前城市預(yù)防主要災(zāi)害侵襲所建設(shè)相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施工程配套建設(shè)水平與保障能力，具體可包括：當?shù)厥姓A(chǔ)設(shè)施的排澇能力、當?shù)靥峁?yīng)急避難空間的總量和分布的均衡性、當?shù)厝朔涝O(shè)施供應(yīng)能力等。（2）災(zāi)情預(yù)警與統(tǒng)籌管理水平：衡量城市在災(zāi)害或事故發(fā)生前和災(zāi)害發(fā)生期間對風險的提前預(yù)警、實時監(jiān)測以及災(zāi)時管理能力。具體可包括：當?shù)厝朔缊缶?wù)的覆蓋情況、當?shù)貫?zāi)害監(jiān)測預(yù)警水平、基礎(chǔ)設(shè)施部門對突發(fā)事件的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)管理水平等。（3）災(zāi)后應(yīng)急處置與救援水平：衡量城市在災(zāi)害或事故發(fā)生時快速響應(yīng)并開展救援救護工作的能力。具體可包括：當?shù)蒯t(yī)療系統(tǒng)提供應(yīng)急救助服務(wù)的供應(yīng)總量以及當?shù)蒯t(yī)療設(shè)施服務(wù)分布的均衡性、當?shù)厣鐣伟岔憫?yīng)力量的供應(yīng)能力、當?shù)貞?yīng)急救援力量的供應(yīng)能力、當?shù)貞?yīng)急疏散與救援救助的交通運輸能力和應(yīng)急力量的可達性等。
四、城市基礎(chǔ)設(shè)施韌性的提升策略
（一）摸清底數(shù)，提升既有城市基礎(chǔ)設(shè)施供給能力
韌性的特征之一——系統(tǒng)冗余度的提升具有應(yīng)急、儲備和庫存的特點。對于城市基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)來說，無論是交通、通信、電力系統(tǒng)、液體燃料、天然氣和給排水，都需要通過預(yù)先儲備和設(shè)置各基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)備用儀器設(shè)備、備用生產(chǎn)物資、維護應(yīng)急增調(diào)人員方案和緊急調(diào)配資源供應(yīng)商等途徑提高基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)冗余性、資源充足性和恢復(fù)性，在面對人為事件或自然災(zāi)害等突發(fā)擾動時可以被及時啟用和調(diào)用。市政建設(shè)中，應(yīng)充分利用地下空間來構(gòu)建和提升城市基礎(chǔ)設(shè)施資源。我國城市可以借助地鐵規(guī)劃建設(shè)、雨水管網(wǎng)升級工作的開展，全面摸清全市地下空間資源，將軌道交通、綜合管廊、市政場站、商業(yè)與公共服務(wù)設(shè)施、雨洪調(diào)蓄設(shè)施、數(shù)據(jù)災(zāi)備、地下倉儲、地下人防等系統(tǒng)為地下物流配送、地熱能利用等基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)所用，開展統(tǒng)一規(guī)劃和整體提升（圖2）。有序推進城市基礎(chǔ)設(shè)施和地下空間綜合開發(fā)，全面提升城市綜合防災(zāi)能力、應(yīng)急疏散救援能力與生命線工程恢復(fù)能力，以效率、品質(zhì)和韌性為導(dǎo)向，提升城市安全韌性水平。此外，城市避難場所作為極端災(zāi)害或特殊時期保護人民群眾生命安全的重要保障場所，其建設(shè)和優(yōu)化也是城市基礎(chǔ)設(shè)施韌性提升必不可少的一環(huán)。首先需要梳理和整合城市中公園綠地、廣場、交通設(shè)施等潛在避難場所資源以及現(xiàn)有的自然災(zāi)害避災(zāi)點資源，并結(jié)合城市當前的災(zāi)害風險水平和災(zāi)害風險應(yīng)對能力評價結(jié)果，進一步明確各級避難場所的等級與規(guī)模，優(yōu)化避難場所抵御和應(yīng)對多種常見災(zāi)害風險的綜合服務(wù)能力，從而在市域范圍內(nèi)構(gòu)建“緊急—固定—長期”三級避難場所體系以及市、縣、鄉(xiāng)三級應(yīng)急救災(zāi)響應(yīng)管理和物資儲備體系，并對避難場所進行網(wǎng)格化、常態(tài)化管理維護。在此基礎(chǔ)上，還需充分調(diào)研該類場所及周邊潛在風險，適當提高水、電、路、網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)標準，并做好標示服務(wù)和宣傳工作（圖3），保證風險發(fā)生時該類設(shè)施點提供應(yīng)急救援及相關(guān)服務(wù)的綜合能力，提升相關(guān)設(shè)施的使用效率和災(zāi)害響應(yīng)水平。
（二）協(xié)同合作，提高城市基礎(chǔ)設(shè)施資源管理水平
隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的有序推進，城市中的交通、通信、電力系統(tǒng)、液體燃料、天然氣和給排水等不同類基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)之間存在或緊或密的地理關(guān)聯(lián)、物理關(guān)聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)和邏輯關(guān)聯(lián)，形成關(guān)聯(lián)性極強的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)?；A(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的完善加速了城市經(jīng)濟發(fā)展，也提高了人民群眾的生活質(zhì)量，但面對日益頻發(fā)的突發(fā)事件，其網(wǎng)絡(luò)特性也使得因一個點的破壞造成更廣泛區(qū)域的服務(wù)中斷,進而影響到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。隨著基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)建設(shè)規(guī)模的提速和投資力度的加大，國家也不斷推出政策強化管理。但傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和管理往往各自為政，由于城市基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、開發(fā)、建設(shè)、運行和維護涉及國土、城建、規(guī)劃、供水、燃氣、電力、電信等多個部門，面對自然和人為災(zāi)害時，往往存在系統(tǒng)性不足、管理體制不完善、缺乏統(tǒng)一規(guī)劃等問題，各部門之間缺乏溝通，數(shù)據(jù)共享不足，統(tǒng)計口徑和標準也不統(tǒng)一，導(dǎo)致權(quán)責不明、底數(shù)不清，提升難度較大。因此，在實際城市基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)推進中，須由政府牽頭，科學制訂城市基礎(chǔ)設(shè)施近期開發(fā)計劃，并在項目實施中依法履行城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)相關(guān)程序，做好環(huán)境影響評價，合理有序安排各類城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目，落實責任主體和資金安排。例如上海市牽頭提出的大都市圈市政基礎(chǔ)設(shè)施一體化發(fā)展目標是形成功能互補、要素流動、資源整合的跨域融合的市政基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同整體，即打造一個“更安全、更綠色、更高效”的命運共同體，構(gòu)建高效、綠色、智能、安全的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)（圖4）。推進城市基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同建設(shè)需要：一是以“全生命周期管理”理念，構(gòu)建城市基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、建設(shè)、運行維護、更新等各環(huán)節(jié)的統(tǒng)籌建設(shè)發(fā)展機制，促進提升城市基礎(chǔ)設(shè)施體系的整體性、系統(tǒng)性、生長性，保障其韌性的提升；二是通過跨學科、跨部門、跨行政地域邊界的合作，建立統(tǒng)一高效的協(xié)調(diào)機制，建立需求和數(shù)據(jù)共享平臺和安全應(yīng)急保障調(diào)配平臺，并進行環(huán)境、經(jīng)濟、社會、管理多維統(tǒng)籌的政策機制探索，提升城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的協(xié)同性，實現(xiàn)城市基礎(chǔ)設(shè)施資源的統(tǒng)一規(guī)劃管理。
（三）開放思路，以“新基建”促進城市韌性提升
近期，住建部、國家發(fā)改委印發(fā)《“十四五”全國城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》重點發(fā)展新基建。新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)包含智慧電網(wǎng)（特高壓）、軌道交通、5G基站、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、新能源充電樁七大建設(shè)領(lǐng)域（圖5）。新基建的發(fā)展有助于提升城市基礎(chǔ)設(shè)施體系的整體災(zāi)害應(yīng)對能力，例如建設(shè)城市韌性電網(wǎng)和智慧電網(wǎng)，加強城市配電網(wǎng)擴容和升級改造，不僅是滿足當下新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要，也有助于實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)環(huán)境全面監(jiān)控、故障主動研判自愈，保證持續(xù)增長的電力需求供給和調(diào)配綜合能力，提高電網(wǎng)韌性；建設(shè)信息通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)和天地一體、集成互聯(lián)、安全高效的信息基礎(chǔ)設(shè)施作為智慧城市建設(shè)的重要一環(huán)，可以增強數(shù)據(jù)感知、傳輸、存儲和運算能力；利用互聯(lián)網(wǎng)思維與技術(shù)，以智慧電力網(wǎng)體系為基礎(chǔ)，構(gòu)建以能源網(wǎng)架體系實現(xiàn)物理支撐、以信息支撐體系實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互、以價值創(chuàng)造體系實現(xiàn)價值應(yīng)用的能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)；基于基礎(chǔ)信息網(wǎng)建設(shè)城市軌道交通智能化系統(tǒng)，深度應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)，促進不同制式軌道交通網(wǎng)的智能融合運行，實現(xiàn)對軌道交通各子系統(tǒng)進行統(tǒng)一監(jiān)控、管理、調(diào)度、維修和服務(wù)。通信基礎(chǔ)設(shè)施是互聯(lián)網(wǎng)時代下生活中必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，也是系統(tǒng)性提升基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)韌性的必要紐帶。數(shù)字技術(shù)在近幾年疫情防控和復(fù)工復(fù)產(chǎn)方面發(fā)揮了重要作用，包括通信大數(shù)據(jù)對于流動人員的疫情監(jiān)測、疫情態(tài)勢研判和疫情防控政策的制定和部署，以及電商網(wǎng)購、在線服務(wù)等新業(yè)態(tài)對居民生產(chǎn)生活的保障等。未來需要進一步通過科學合理布局各類通信基礎(chǔ)設(shè)施，促進其他類型基礎(chǔ)設(shè)施與信息通信基礎(chǔ)設(shè)施融合部署，結(jié)合新的物聯(lián)網(wǎng)（IOT）技術(shù)，推進城市交通、水、能源、環(huán)衛(wèi)、園林綠化等傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化建設(shè)與改造，對整體城市基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)進行智能化管理：監(jiān)測感知網(wǎng)絡(luò)化、運營管理智能化，從而更早地發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施體系中的問題，進行精準化維護管理，避免發(fā)生系統(tǒng)性問題，提升系統(tǒng)整體韌性。以新發(fā)展理念為引領(lǐng)，以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動，以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)可以通過其智慧化、精準化、合作化、一體化的治理手段，有效降低城市突發(fā)性事件的風險，增強災(zāi)中、災(zāi)后的應(yīng)對措施、應(yīng)急預(yù)案和適應(yīng)能力。通過大數(shù)據(jù)平臺和相關(guān)新技術(shù)的支持，城市基礎(chǔ)設(shè)施資源在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中得以納入動態(tài)管理和全面統(tǒng)籌。城市基礎(chǔ)信息建模將城市規(guī)劃情景推演、災(zāi)情模擬和應(yīng)急預(yù)案模擬整合在一個時空信息平臺上，借助先進的人工智能技術(shù)協(xié)助開展災(zāi)前風險監(jiān)測和預(yù)警、災(zāi)中及時響應(yīng)和應(yīng)急救援，以及災(zāi)后多資源協(xié)同應(yīng)對與恢復(fù)重建工作。技術(shù)升級和“城市大腦”的構(gòu)建也將為城市發(fā)展、治理和公共設(shè)施服務(wù)領(lǐng)域的協(xié)同聯(lián)動提供平臺，通過基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)一體化管理促進城市韌性的提升。
五、結(jié)語
韌性作為城市基礎(chǔ)設(shè)施提升的新方向，一方面，我們要善于抓住新一代通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、城市智慧電網(wǎng)等新基建的契機，通過數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級、融合創(chuàng)新有效提升城市基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)功能上的冗余性、風險響應(yīng)上的迅速性、服務(wù)輸出的穩(wěn)健性、管理運行的靈活性，以點及面，賦能韌性城市的建設(shè)。另一方面，在管理制度上要強化基礎(chǔ)資源的協(xié)同規(guī)劃和統(tǒng)籌管理，完善各級應(yīng)急管理機制，落實責任主體和資金安排，充分做好突發(fā)事件處置的應(yīng)對準備。盡管以韌性提升為導(dǎo)向的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完善成本大、耗時長，但從長遠效益來看，城市基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)韌性的提升是有效規(guī)避災(zāi)害風險等外部擾動造成生命財產(chǎn)損失的重要舉措，對保障城市安全、促進城市高質(zhì)量發(fā)展、實現(xiàn)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展意義非凡，可謂功在當代利在千秋之工程。
作者:周姝天 單位:南通大學藝術(shù)學院
