陈潭等:城市生命线管理的理论命题与实践范式

作者: 时间:2020-03-08 点击数:

城市生命线管理的

理论命题与实践范式

陈潭 严艳

城市生命线(City Lifeline)包括交通、能源、通信和给排水等城市基础设施,是维持城市日常功能运行和城市生活正常运转的重要生活设施。在全球气候变暖以及水资源、食物和能源短缺的当下,中国的城市化率不断增长,资源自给率受到重大挑战,加强城市生命线的安全管理尤为紧迫。[1]但是,城市生命线的建设和管理并非一蹴而就、一劳永逸的。城市生命线具有基础性、系统性、关联性、复杂性和脆弱性的特点。我们知道,自来水、电力、电信、煤气、下水道是城市居民赖以维持生命的基础公共生活设施,一旦遭遇灾害就会对城市居民生活产生重大影响。加强城市生命线的风险管理能够确保水、食物和能源等生命线资源的安全,对于人类社会的生存和延续至关重要。面对城市生命线安全的重大挑战,只有充分发挥城市公共安全管理所赋予的预警、诊断、监控和处置功能,才能有效提高城市生命线的安全性、可靠性和可用性。

虽然城市不同类型的公共服务是由不同类型的基础设施保证的,但是它们之间又是相互依赖、紧密联系的。部分基础设施漏洞可能会导致其他基础设施甚至所有的基础设施发生故障。因此,城市生命线管理系统是具有重大战略意义的公共安全系统,对其进行科学设置、合理布局和有效管理极具必要性。这就要求城市生命线管理部门必须具备安全防护意识、快速响应能力和危机处置技巧,能够以前储备和及时调动一切可用资源,对生命线系统安全问题进行妥善防护、灵活应变和及时处置,最大限度降低城市生命线可能遭受的风险灾害程度,提高城市生命线恢复运行常态的能力,实现城市生命线管理的运营、维护和监管的制度化、规范化与常态化。

一、城市生命线管理的理论命题

城市生命线是由若干系统工程组成的系统,包括供水、排水系统工程,电力、燃气及石油管线等能源供给系统工程,电话和广播电视等情报通信系统工程,大型医疗系统工程以及公路、铁路等交通系统工程等。[2]城市生命线管理是包含与城市生命线安全相关的一系列措施和活动的系统工程。城市生命线管理系统(CLMS)是若干相互关联的系统之间的相互依赖,它可能是物质的、网络的、逻辑的、区域的。理解城市生命线管理必须首先理解城市生命线的属性和特点,从城市生命线的“特殊性”中找到“规律性”。

命题1:城市生命线的基础性越强,城市生命线管理的公共性越强。

城市生命线的公共性是指城市生命线运行安全性直接关系到每一个公众社会活动的便利性和稳定性。[3]一旦城市生命线系统受到破坏,将会影响城市功能的正常发挥,严重时甚至导致城市瘫痪。只有确保城市生命线安全,才能确保城市公共事务的优质治理,才能实现人类社会的可持续发展。城市生命线包括交通、供水、供电、输油等方面的城市生产和发展必要设施,是城市功能运行和人口生产发展的基础设施和前提条件,具有很强的基础性。因此,城市生命线的建设和分布都充分考虑城市居民的生产生活的便捷性,并规定相应的公共部门来支持和加强城市生命线的安全管理,确保城市生命线运行的稳定性。城市居民生存和发展越离不开的基础设施,越是需要确保其便捷性和安全稳定性。可见,城市生命线的基础性越强,其公共性也越强。城市生命线的安全运行是民众安居乐业的保障,反之,城市生命线的损毁可能会给公众带来难以预计的灾难和损失。以台湾为例,2014年7月31日,台湾省高雄市发生石化管道爆炸事故,造成32人死亡,其中包括7名警察和消防员,共有321人受伤。 [4]基于城市生命线的基础性和高服务性,必须通过支持和加强基础设施安全管理来实现可持续发展。其中,应重点明确城市生命线安全的程序和目标,明确各单位部门在其中可能分配的任务和主体要求,确保相关部门能在紧急情况下执行任务,建立广泛的城市生命线安全的总体框架。

命题2:城市生命线的关联性越高,城市生命线管理的关键性越强。

城市生命线的关键性主要指城市生命线对城市人口发展与生产、生活的影响程度。如果一个基础设施的运作依赖于另一个基础设施的物质或信息输出,则可以说它们在物理上具有关联性。城市生命线是城市相互关联的公共网络和基础系统。虽然城市不同类型的公共服务由不同类型的基础设施来保证,但它们之间是相互依赖、紧密联系的。部分基础设施漏洞可能会导致其他基础设施甚至所有的基础设施发生故障。城市生命线是综合性的有机整体,各系统之间有较强的关联性,主要表现为城市生命线的各系统互相依赖,且生命线信息化程度越高,系统之间的相互依赖程度就越高,关联性越高。城市生命线的关联性主要体现在:在重灾的情况下,城市生命线受到的破坏都是整体性和系统性的而非局部性,即任何一个环节受到破坏时,许多基础设施都会在不同程度上受到破坏,最终影响到整个系统的运行。其中,城市生命线的一个基础设施与其他基础设施的连接程度越高,其在系统中所发挥的作用越大,受破坏后对整个生命线运行的影响程度大,即城市生命线的关联性越高,关键性越强。由此,如果城市的关键生命线系统,即城市生命线中关联率高的生命线系统遭到破坏,其灾害影响面会不断扩大,造成一系列连锁反应,也称灾害链效应。例如在供电停止后,即使供水管道畅通,仍无法供水,而供水对于城市救灾减灾和居民生活又是必需的。[5]

命题3:城市生命线的脆弱性越强,城市生命线管理的复杂性越高。

脆弱性是衡量生命线系统、子系统或有损害生命线系统脆弱性的量度,一般与暴露于风险的压力源或偏差现象相关。[6]城市生命线系统的脆弱性是指城市生命线系统在发展过程中抵抗资源、生态环境、经济、社会发展等内外部自然要素和人为要素干扰的应对能力。[7]城市生命线的脆弱性取决于其暴露性、敏感性和适应性。暴露性指人类社群与压力和扰动接近的程度,敏感性指暴露的生命线受压力和扰动影响而改变的容易程度,适应性指暴露的生命线处理不利影响并从中恢复的能力。为克服城市生命线的脆弱性带来的潜在威胁,完善和加强生命线系统的建设以确保生命线系统遭受破坏时能够实现功能上的快速替补,快速响应救灾与设施修复需求,确保灾害来临时城市功能的正常运行的重要途径,这同时也增强了城市生命线的复杂性程度。同时,随着我国城市化步伐的不断加快,城市人口规模与活动范围不断扩大,资源和各类基础设施逐渐向城市集中,城市生命线系统日变得益复杂。由于城市生命线系统迅速饱和甚至超负荷运行,其内部复杂性和相互依赖性日益凸显并进一步增强了其外部的脆弱性,使得城市生命线系统安全性问题更为突出,城市生命线系统的安全运行面临巨大压力。对此,在城市生命线系统安全管理中,需要不断强化城市生命线系统的防御能力、恢复和适应能力、转换和自学习能力,综合考虑基础设施与技术革新时间、基础设施与技术失败对生命线安全影响、生命线造成的损害与损失、对环境脆弱性影响及不利的生命线安全利益等因素。[8]

命题4:城市生命线的适应性越强,城市生命线管理的安全性越高。

适应性涉及事件或条件的无计划的反应性反应,目的是通过预期反应来避免不可接受的影响,内容包括由于对外力或偏差的反应而导致的系统变化。城市生命线的适应性是对城市生命线的要素、链接和流量结构进行修改的城市生命线能力的衡量标准,这种方式使得灾难的影响(包括相互作用)对于城市生命线来说不是不可接受的。城市生命线的适应性越强,在灾害中受到的破坏程度就会越小,城市生命线的安全性就会越高。因此,在城市生命线的安全管理中,可以通过不断增强生命线系统的适应性来提升其安全性。城市生命线的适应性与灾害致损的可控性和灾害的预测预警密切相关。要增强城市生命线的适应性,首先需要明确城市生命线损毁的影响因素,根据相关因素的权重将其进行排序,制定控制策略以提高决策的速度和质量,并通过向安全控制中心提供更快的反馈来加强应急管理,防止社会影响扩散和减少潜在的灾害损失。[9]其次,需要做好灾害预测预警工作,应以公共安全科技为支撑,融合应用物联网、云计算、大数据、移动互联、BIM/GIS等现代信息技术,建设城市生命线监测与诊断系统。[10]通过预测和监控可能发展势态及其安全运营的潜在威胁,为生命线的养护需求、养护措施等决策提供科学依据,提高城市生命线的灾害预测预警能力和高效处置应对能力,确保城市生命线的主动式安全保障。

命题5:城市生命线的韧性越强,城市生命线管理的复原性越强。

生命线的复原性指生命线受外力影响后恢复原状的能力程度。韧性是系统吸收、利用偏差和变化的能力。生命线的韧性是指生命线系统能够消化并吸收外界干扰并保持原有主要特征、结构和关键功能的能力。城市生命线的韧性包括适应能力、吸收能力和恢复能力这三种关键能力。据此可知,韧性强的城市生命线能够更好地适应灾害带来的影响,在受灾害干扰后能够更快地恢复原状。由此可知,城市生命线的韧性与其复原性呈正向相关关系。富于韧性的城市生命线在防御能力、适应能力、恢复能力、转换能力和自学习能力等多方面的功能优势,增强生命线的韧性是实现城市生命线平稳发展、安全运行目标的创新途径。[11]对城市生命线系统进行韧性管理有助于解决集成系统的复杂性和未来威胁的不确定性,强化系统快速修复能力。城市生命线的韧性通常与其设施的坚固性、系统的快速修复性、功能可替代性、优先识别能力等因素密切相关。坚固性是指能够承受灾害并提供一定程度服务的能力水平。快速修复性是指在灾害发生时能够尽快恢复所需功能的程度,实质上指系统要素和组成部分能够相互替代的程度。优先识别能力是指能够快速识别问题并有效确定灾后优先事项、动员人员的能力和财政资源。[12]随着近年来灾害发生频率和强度的增加,强化城市生命线系统的韧性成为一项紧迫的任务。

二、城市生命线管理的技术耦合

城市生命线管理系统(CLMS)是融合大数据、物联网、人工智能和遥感、GIS、GPS的智能系统,是城市生命线进行智能化定位、跟踪、监控和可视化管理的技术平台。采用信息科学先进技术是实现城市生命线系统有效管理和安全运行的内在要求。例如利用遥感技术、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、实时监测技术、雷达影像、光卫星影象以及航空摄影等,建立完善的公共信息平台并将其融入到统一的数字城市框架中,利用该平台对生命线系统各个关键环节进行时实监测、有效控制,实现对城市生命线运行状态的全面感知、动态监测,结合对生命线的各种异常状况精准定位并提供短信、语音、声光实时报警,确保安全隐患“早发现、早防范、早处置”,提升城市生命线运维的智能化、精细化、规范化管理水平,确保城市生命线各要素系统的安全运行,将危险控制在萌芽状态或限制在可能的最小范围。依据城市生命线管理的若干理论命题,随着互联网、大数据、云计算和人工智能技术的迅猛发展,城市生命线管理需要在大数据、云计算、物联网、人工智能等技术耦合基础上确保强基础性、高关联性、低脆弱性、强适应性和高韧性:

1)大数据。在日益数字化的社会中,大数据已经成为发展的关键性资源。大数据与云计算、传感器等技术相融合,通过揭示巨量数据之间的关系及规律,能够提高经济生产效率,降低生产成本。[13]生命线系统通常包括复杂且高度相互依赖的网络,城市生命线的安全管理水平很大程度上取决于分布在不同部门的不同数据和软件资源集成和共享能力,需要建立生命线综合信息数据库,以支持高效的数据集成、共享和管理。[14]城市生命线的管理与运维,应按照国家基础设施建设的统一标准规范,融合相关基础数据库,汇集各类社会数据资源,充分应用大数据、云计算、智能分析等技术,形成城市生命线运行数据快速收集获取、综合整编、存储计算和服务支撑,实现与国家、各地方生命线数据中心的上下贯通、信息共享,为生命线应用系统的建设和运行提供数据支持。[15]随着城市的发展,城市生命线系统的建设越来越复杂。通过利用现代化科技技术综合分析城市生命线的历史数据、在线采集的状态数据、城市生命线设施相关的特征数据、检测数据和专用检测数据等,同时发挥PHM技术的监测功能,可以实现对城市生命线系统进行故障诊断、预测和健康管理,从而更好地评估生命线维修更换计划的及时发展,有效防止灾害发生,提高城市生命线运行安全性,实现城市生命线的安全防控和运营管理。[16]数据中心基础设施管理(DCIM)是信息技术和设施管理学科的集成,用于集中监控和管理生命线数据中心,分析从数千个资源的实时监控中获得的大量数据。[17]通过对收集数据的分析,能够实现构建城市生命线系统结构的路径风险图、灾害风险图和干预优先图,明确可以降低风险和减缓灾害的地带和具体地理位置,以及灾害来临时可采取的救援措施和资源配置的优先顺序。

2)云计算。深化城市生命线综合应用,对实现城市“生命线”的精细化管理,减少生命线事故发生,提高城市生命线决策的科学性和生活的便捷性具有重要意义,而云计算对深化城市生命线综合应用具有重要的促进作用。[18]利用云计算、智能分析等技术,构建基础设施大数据可视化集成展现与分析平台,通过对基础设施全功能、全要素数据的深度挖掘、数据建模与融合分析,可以实现多领域、多层级、多维度、多形态的信息组织、关联分析与趋势预测,为城市生命线运行的各防护要素、资源的科学规划管理及高效组织指挥提供重要的信息支撑。城市安全云平台是以物联网、大数据、人工智能等技术为支撑,在对城市重要基础设施进行实时安全监测、预警的基础上建立起来的。城市安全云平台能有效支撑建设城市基础设施安全数据库,实现有效利用城市基础设施数据资源发展城市公共安全数据产业,构建智慧安全城市体系。同时,用户可以利用三维生命线横断面图和现状系统间的净距分析辅助生命线规划设计,生命线管理人员则依靠计算机辅助设计(CAD)和地理空间信息系统(GIS)的功能在工程任务的实施过程中做出决策。[19]根据“规划—设计—施工—更新”的全方位管理模式,既能提高生命线的设计质量,又能确保生命线数据库的现势性,降低生命线事故的发生率。

3)物联网。技术进步提供了显著改变生命线管理方式的潜力,正在开发的新技术和流程、传感器和处理技术取得了重大进展,并为管理城市生命线提供了创新方法,尤其是物联网(IOT)在生命线管理中的应用[20]。根据城市生命线现代化发展的要求,应将城市生命线网络系统与以物联网为基础的智能化管理系统、自动化控制系统和信息管理系统相结合,实时传输自然灾害相关数据、预警系统故障、及时输出自然灾害危险图和安全相关信息。确保在灾害发生时交通基础设施具备较强的防止损害、保护结构和监测与沟通用户等功能,保证城市公共服务的连续性和安全性。对于城市生命线的风险管理而言,定期更新生命线信息数据库至关重要,特别是在城市化率非常高的发展中国家。然而,通过全面地调查收集有关建筑物和生命线特征的信息可能非常昂贵且耗时,因此,基于遥感(RS),全球定位系统(GPS),数字视频(DV)组合的现成低成本快速数据采集方法和地理信息系统(GIS)成为了数据收集与更新的首要选择。[21]当生命线系统遭到破坏亟需修复时,可以通过RFID、物联网、NB-IOT等技术,实现对基础设施修复所需物资、工具的精细化动态管理,做到“底数清、情况明”,并通过大数据技术对所需物资的采购、维护、合理调配提供信息支撑。基于三维地理信息系统引擎,融合BIM建筑信息模型、物联网感知信息、视频信息,实现地上、地下基础设施各要素信息的集成化、立体化、虚拟化动态展现与分析,建立完善分析研判与指挥的空间立体交互界面,推进多方异地、多层级筹划决策与组织指挥的可视化、科学化、智能化、精准化,辅助提高城市生命线的灾后修复效率。

4)人工智能。人工智能是机器深度学习的结果,具有自学习、自适应、自行动的特点。随着物联网、互联网的普及,海量的网络数据为人工智能的发展提供了运作条件,而大数据、云计算等信息技术的快速发展和各种人工智能专用计算机芯片的运用,进一步促进了人工智能技术的发展。目前常用的人工智能技术主要包括神经网络,模糊逻辑,遗传算法,基于规则的推理和基于模型的推理。传感器是人工智能在城市生命线管理实践中的重要作用途径,由于设备材料和结构的类型不同,探测生命线的传感器类型也不同,需要针对不同的设备使用不同的传感器数据。根据人工智能的相关预测结果,结合城市生命线事故的历史经验和数据资料,有助于建立城市生命线故障专家知识库,准确分析故障原因并针对不同原因制定相应的解决策略。公共安全管理能力是国家城市发展的重大需求,可以通过运用人工智能,致力于打造公共安全大数据平台、智慧安监平台、智慧环保平台、智慧园区平台、智慧消防平台以及城市生命线智能监控平台,试图将原始数据转化为某种形式的智能辅助生命线管理。[22]在城市生命线系统管理中充分运用人工智能,借助多平台、多传感器、多模态的遥感技术和计算机网络技术等构建城市关键生命线运行风险监控平台,可以为城市生命线系统的科学规划、设计、建设和安全运行提供更好的支持,实现对相关风险因素的监测、分析、模拟、预测与预警等,及时发现城市关键生命线运行风险隐患并快速响应。[23]

三、城市生命线管理的实践逻辑

当前中国的城市生命线普遍存在防灾意识薄弱,抗灾防灾能力较弱,综合防灾管理水平有待提升,资金和设备投入不足等问题。减轻灾害危险的方法通常有三种,包括降低灾害风险、降低生命线的脆弱性、降低损失程度。据此,应进一步加强生命线系统本身的抗灾能力建设,适当降低城市生命线系统的关联性。及时制定预测、预警、救灾预案,加强统一信息平台建设,强化现代化先进技术和设备的研发和使用。此外,生命线系统安全管理层应提高决策水平,增加安全减灾防灾工作相关的资金投入和科技含量,保障生命线系统安全运行和城市可持续发展。由此,从城市生命线管理的若干理论命题出发,运用互联网、大数据、云计算、物联网和人工智能技术,城市生命线管理的实践主要包括如下流程和环节:

第一,城市生命线管理的数据收集。生命线数据收集有助于提升生命线灾前的故障预判能力。借助PHM等现代化人工智能技术实时收集、分析处理和利用城市生命线的相关数据,可以有效衡量生命线的关键性和抗灾能力,进而建立城市生命线管理的清单制度,区别生命线系统清单与关键基础设施清单,正面清单与负面清单,提升对城市生命线系统灾害致损情况的预判能力。PHM是一种基于现代信息技术和人工智能技术的新技术成果,它得到先进的传感器集成的支持,可以通过算法和智能模型预测和监控设备的健康状况,实现精确的故障检测。具体来说,PHM分析状态监测单元将从不同的数据源特征和信息融合在一起,通过异常检测推理机的运行判断设备是否在正常或异常状态下运行,从而进行故障诊断和识别,以确定故障点或恶化点以及确定故障原因。生命线数据收集有助于提升生命线灾后修复的响应能力。由于城市生命线具有复杂性、脆弱性、关联性等特点,容易受到自然灾害和人为灾害的破坏。当生命线被损毁时,需要得到及时响应以快速恢复生命线系统,将社会影响和灾害损失控制在最小范围内。如果紧急灾害事件发生时无法及时准确提供响应资源,将会造成调度迟缓、指挥迟缓、决策迟缓,最终导致难以挽回的经济损失。[24]具备快速及时响应能力,需要掌握大量生命线相关的数据并具备相应的数据分析能力,这就需要从根本上避免出现信息冗杂却不完整、不准确的问题,尤其在数据采集速度、数量和质量方面应与城市的发展进程保持一致。对此,可以借助移动GIS和数字视频(DV)等技术实现数据的分发处理和实时数据收集,也可以通过使用掌上计算机系统,实现对现场数据的捕获、操纵、分析和可视化分析。最终建立以先进技术为支撑,以信息网络、信息设备、信息软件、信息资源为基础,以城市生命线安全运维体系建设为总体目标的一体化的智慧设施信息化体系,实现生命线运维体系的上下贯通、左右互联、互为支撑、信息共享,打造平台化、智慧化、一体化的城市生命线信息化运维模式。

第二,城市生命线管理的科学决策。城市生命线管理中的科学决策以信息服务平台为支撑,智能辅助决策系统在其中发挥着重要的推动作用。建立信息服务平台有助于动态掌握城生命线综合生命线网络的准确数据和运行状态,为将来城市生命线的运行和发展提供可靠的基础数据和决策依据。目前,中国城市生命线的规模越来越庞大、密集,种类越来越多,结构越来越复杂。同时,城市生命线信息的存储具有离散性,在利用相关信息时需要多个单位和部门,缺乏统一的信息共享服务平台支撑,增大城市生命线安全的管理难度。亟需建立一个科学、准确、完整,动态的公共城市生命线信息服务平台,以提高城市生命线管理的水平,满足城市规划、建设、管理、运行和服务需要,保障生命线运行的稳定性和安全性。在此基础上,建设和完善智能辅助决策系统有助于推进科学决策。城市生命线具有复杂性,如果没有完整的信息和科学管理方法,防止灾害和确保其正常运行是极其困难的,这就需要开发三维城市生命线辅助计划系统和建立智能辅助决策平台。[25]智能辅助决策平台是融合公共安全、物联网、大数据、云计算、互联网+等前沿科技建立的生命线智能化管理平台,它能够实现救援的事故信息、应急资源、辅助决策方案的智能提取,为基础设施灾害预防和修复提供辅助决策支撑。以关键生命线的恢复为例。在危机和灾害发生期间,关键生命线系统网络的紧急修复对其他生命线系统网络具有严重影响,这种情况下,资源分配和调度问题是及时修复城市生命线关键所在。智能辅助决策平台能够帮助我们快速正确地确定最优的修复顺序,快速有效地恢复城市生命线系统中的关键组件,在尽可能减轻生命线系统被损坏程度的同时还能极大限度地降低城市生命线的修复总成本。[26]

第三,城市生命线管理的风险评估。对城市生命线进行风险评估有助于提高安全突发事件的可预测性,增强社会影响的可控性。城市生命线的风险管理包括利用信息技术进行生命线风险评估、预测预警以及制定应急预案。首先,利用信息技术进行生命线风险评估。这需要对生命线海量信息进行融合分析和大数据挖掘,建立城市生命线内部设施之间的关系数据库,建立覆盖全部生命线的物联感知网络和城市生命线安全监测系统,实现对生命线潜在风险的实时有效评估。其次,建立风险监测预警系统,通过实时监测城市生命线系统的相关指数,形成风险发生区域的快速风险预警,降低城市生命线被毁的危险性。具体来说,建立风险监测预警系统涉及科学规划建设和风险评估、重点灾害事故的监测和预警、健全城市生命线应急管理体制机制等多方面内容。最后,根据预测预警信息制定应急预案。根据城市生命线系统的风险评估结果,及时建立城市生命线系统相关的监测预警平台,促进平台之间实现信息共享。在此基础上,政府应制定务实的、多方案的、操作性较强的、可分层级管理且管理人职责明确城市生命线应急预案,增强及时响应能力。城市生命线的风险评估包括对灾害、灾情、抗灾减灾能力的评估。灾害评估是指对城市生命线系统的有关灾害进行评估,对各种已建成和新建的灾害源和可能发生的灾害的种类、危害范围和程度进行危险性分析,并据此制定城市生命线的抗灾减灾计划,以便灾情发生时迅速实施应急救灾方案,减小灾害可能带来的损失。灾情评估是指在灾害危机来临时,结合GIS等地理信息技术,监测生命线系统的损坏状态,预测灾害危险性以及可能诱发的危害,对最脆弱的生命线系统优先考虑预防,增强城市生命线的韧性。城市生命线的抗灾减灾能力直接表现为灾后响应能力。响应能力是指灾害来临时提供帮助的能力,灾害响应能力不足会推迟生命线应急救援和恢复重建工作的开展进而导致二次灾害或损失扩大。对城市生命线抗灾减灾能力的评估分析,有助于及时发现城市生命线灾后恢复和应急过程中的薄弱环节,有重点有针对性地提高城市生命线的灾后响应能力,从而有效降低城市生命线的灾害风险。[27]

第四,城市生命线管理的精确监控。数据和信息是实现城市生命线精确监控的基础要素。数据是智能化监控程序运行的“燃料”,政府通过建立城市生命线信息服务平台,建立城市完整的城市生命线综合数据库和城市生命线数据动态更新机制,制定城市生命线相关政策、标准和规范,可以有效解决城市生命线监控中存在的数据陈旧和数据不全面问题。通过建立城市生命线各政府部门和各权属单位间数据采集、处理、移交、管理、利用的动态管理机制,可以确保及时获取各类生命线系统的变化信息,为更好监控和管理城市生命线提供便捷服务。通过数据信息的分享与传递,有助于构建精细前端感知、精准风险定位、专业评估研判、协同预警联动的城市生命线安全运行与管控精细化管理模式,降低事故风险,减损增效。智慧防控系统是实现城市生命线精确监控的平台依托。智慧防控是利用先进的管理理念、公共安全科学技术、IT技术和通信技术,构建安全管理和风险主动防控新模式,开展风险隐患的全方位物联网监测、评估与精细化治理。[28]根据数字化、网络化、智能化、互动化的建设模式,打造“1+2+3+N”的城市生命线管理和防控智慧模式,是实现生命线系统安全智慧防控的创新途径“1+2+3+N”是指“一个中心”、“一网一图”“三大基础支撑”和“N项安全应用”。“一个中心”是指一个城市生命线安全运行管理中心,通过它可以实现城市安全统一监测预警和应急管理服务。“一网一图”包括城市生命线安全运行监测物联网和城市生命线安全一张图,利用物联网、大数据、移动互联等现代信息化技术,以“一张图”描绘城市生命线安全的大数据画像,实现大数据空间化、应用可视化和决策智能化。“三大基础支撑”包括城市生命线安全大数据、地理信息服务和标准规范体系。“N项安全应用”是指基于城市生命线安全问题和各部门职责,形成风险管控专项应用。

第五,城市生命线管理的有效协作。灾害对城市生命线造成的危害具有综合性、广泛性和严重性特点,城市必须对生命线系统实行综合治理以确保城市生命线系统安全。具体可从全面规划、多方协作、建防结合、多样化措施四个方面入手。[29]全面规划是指城市生命线管理部门应当制定综合防灾规划,包括防治自然和人为灾害的综合规划。各方协作是指与城市生命线相关的消防、抗震、抗洪等各方面防灾减灾专业领域的社会力量加强相互联系,各部门领域之间互相支持、相互协调,地区之间也加强协作与配合。建防结合是指城市的开发建设活动要同防灾相结合。多样化措施是指应综合运用技术、法律、行政、经济、教育等多种手段来加强城市生命线系统的防灾减灾工作。城市生命线系统安全是一项具有跨部门跨行业的特征的系统工程,包括部门分工、基础设施建设、资源整合、配置与调度等多方面的内容。中国的城市生命线涉及到多管理部门和多权属部门,城市生命线的各个功能都有各自的权属单位,且城市生命线数据通常由各权属部门进行储存和管理,城市综合生命线网络往往呈现较为严重的分散状况,生命线数据的共享性很低,在许多情况下还会存在信息不完整、不全面、更新不及时的问题。对此,需运用现代信息技术,完善并充分利用城市生命线灾害管理平台,建立面向政府、企业、救援队、公众的一键式融合通信,做到“一键接报”、“态势监控”、“预警发布”到“协同救援”。以此促使不同专业领域和职能部门之间共享信息资源,促进政府、企业与社会的互联互通、多方响应、共享共治,确保城市生命线能在灾后快速获取生命线的综合信息,有效降低灾害损失程度或最大程度发挥社会力量协助救灾的作用。

第六,城市生命线管理的公民参与。城市生命线的运行状况直接关系到民众根本利益,社会和民众对灾害的响应速度和抵抗能力如何,直接影响到减灾的社会效益和经济效益。目前,中国居民应对突发灾害的危机意识、心理承受能力普遍不足,在灾难中自救或互救的逃生能力有限。在城市生命线相关的抗灾减灾活动中,应广泛发动民众,在民众中树立居安思危、防患于未然的防灾意识和自救能力。在管理实践中,相关部门除了需要做好生命线安全相关的组织保障和物质准备之外,还应加强对民众的宣传教育和组织引导工作,加强法制建设,使城市居民在受灾后处变不惊,秩序井然,使救灾工作得以有条不紊地进行。首先是通过开展宣传教育,增强抗灾减灾意识,使政府、社会各团体及民众对所而临的灾害及防范措施清楚了解,灵活运用科学观点和方法来防范和应对灾害。其次,通过建设生命线系统安全管理信息交流平台加强对民众抗灾减灾活动的组织引导作用。生命线系统安全管理信息交流平台不仅是一个公众动员与宣传教育的平台,有助于进一步提高民众的公共基础设施维护观念和意识,提高对相关设施的日常使用效率;同时也是一个有效增进公共部门与公众信息交流的平台,公共部门可以通过该平台向公众统一发布生命线灾害相关的实时消息以便公众做好防灾与抗灾准备,引导公众有序参与抗灾减灾活动,也有助于公共部门多渠道地了解灾害相关的情况,广泛收集公众好的反馈建议,使生命线安全管理决策更加科学化。另外,还应加强生命线安全减灾防灾的法制建设,对生命线系统安全造成严重后果的肇事者进行经济处罚甚至判刑,对管理者的不作为行为造成不良后果严肃处理,绝不姑息。从思想意识上、管理模式上、法律制度上健全生命线系统的安全保障机制。

四、简短的结语

城市危害是人类与自然相互(相害)作用的结果,随着城市社会对极端自然现象的敏感性日益增加,对城市生命线的管理和研究也越来越重要,它不仅适合结构工程专家和应急管理人员,也能为公共政策分析人员、城市规划人员和普通民众提供极其重要的理论工具和政策支持。城市生命线一直以来强调在韧性、适应性与脆弱性基础上建立预警和风险评估,强调政府及社会协调一致地努力采取积极主动的应急管理,而不是在各级行政部门维持已建立的“生命线管理消防队”和“生命线管理门面”事后被动应急管理办法,从而将生命线管理风险降到最低,实现管理效率最大化。然而,城市生命线管理具有复杂的决策过程,这一复杂性主要是由多学科、参与者众多、信息量大、预算有限、冲突的目标和标准等原因造成的,在未来的城市生命线安全管理中,将可能更重视评估生命线风险发生的概率、频率和破坏程度,从而建立和完善城市生命线管理的清单制度并积极开展针对性管理。“无所不在的城市”(U-City)是实现有效的生命线管理的积极措施,它在生命线管理领域大规模应用新技术。在科技革命浪潮的推动下,运用互联网、大数据、人工智能等信息技术所建构的“无所不在的城市”(U-City)是城市生命线走向智慧管理的必然之路。


【文章来源】《浙江学刊》2020年第2期

【项目来源】国家社科基金重点项目“国家大数据战略实施的关键路径及其行动策略研究”(15AZD077)

【作者简介】陈潭(1969—),湖南常宁人,法学博士,广州大学公共管理学院教授;严艳(1994—),贵州普定人,广州大学南方治理研究院学术协理


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