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        智慧城市時代的災害治理變革
        ——基于多案例的比較研究

        2022-09-23 01:49:36周利敏
        云南社會科學 2022年5期
        關鍵詞:災害智慧

        周利敏 陳 穎

        一、邁向智慧城市時代的災害治理

        在日益城市化的今天,大部分人口集中在城市,城市社會風險日益增加,再加上氣候與環(huán)境變化,導致城市自然災害與人為災害頻頻發(fā)生,造成了巨大的生命與財產(chǎn)損失,因此,提高城市防災減災能力已成為城市發(fā)展的重中之重。在全球范圍內(nèi),智慧城市理念在城市發(fā)展中扮演越來越重要的角色,也為災害治理提供了新范式。智慧城市主要建立在大數(shù)據(jù)、云計算、通信技術及數(shù)字技術等基礎上,為災害治理提供了強大的技術支撐,也促進了災害治理科學化、精細化與智能化,進而推動了災害治理范式的變革。

        隨著智慧城市理念在災害治理領域的逐步應用,學術界對此進行了相應研究,逐漸形成了以下五點共識:第一,由于地震、火災、龍卷風與洪水等自然災害不斷出現(xiàn),新型人為災害也日益頻繁,使原生災害容易向次生、衍生與復合型災害轉變,傳統(tǒng)城市災害治理模式已無法有效應對。第二,智慧城市理念在災害治理領域具有巨大潛力,它不僅能有效提高城市日常管理效率,而且能有效提高城市應對災害能力,災害治理也成為智慧城市規(guī)劃的重要維度。第三,平安環(huán)境作為智慧城市的重要組成部分,涵蓋了災害治理的方方面面,它強調(diào)人類、技術與環(huán)境的整合與協(xié)調(diào)。因此,推動智慧城市建設,不僅能使政府與民眾獲得安全的城市環(huán)境,而且也能促進其對城市災害做出正確反應。第四,智慧城市需要充分利用其技術治理城市災害,這一技術能有效提高災害治理水平,它應該納入城市發(fā)展與災害治理規(guī)劃,從而提高城市韌性及促進城市永續(xù)發(fā)展。第五,雖然智慧城市有利于提高城市災害治理能力,但這一理念本身也存在許多局限,許多城市并未將此作為災害治理戰(zhàn)略,人們需要正確理解與運用它。

        從上述基本共識中,可以進一步推出智慧城市災害治理的幾個基本內(nèi)涵:一是“數(shù)字治理”,智慧城市、數(shù)字技術與災害治理緊密聯(lián)系在一起,通過對災害大數(shù)據(jù)的收集、存儲、抓取與分析,促進了傳統(tǒng)治理邁向了數(shù)字治理。二是“技術治理”,災害治理是一個非常具有挑戰(zhàn)性的治理領域,它需要依靠先進與前沿技術,信息、數(shù)字與計算機等技術的快速進步,為災害治理提供了無限可能。三是“智慧治理”,災害治理是智慧城市發(fā)展規(guī)劃中的重要維度。四是“多元治理”,智慧城市提倡政府、企業(yè)與個人在災害治理中實現(xiàn)多元共治,這是一種更精準、更動態(tài)與更智慧的治理模式。

        基于上述觀點,不難發(fā)現(xiàn)智慧城市理念對傳統(tǒng)治理模式形成了五個重要挑戰(zhàn):第一,新范式挑戰(zhàn)。隨著越來越多的城市接受智慧城市概念,它正迅速超越城市單一治理范疇,擴展為災害治理的新范式,但災害治理領域有關這一范式的研究非常少見。即便在實踐中,智慧城市大多關注的是颶風、洪水與地震等自然災害,對人為災害或社會災害關注較少。第二,新技術挑戰(zhàn)。如何開發(fā)與運用災害治理急需的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能與區(qū)塊鏈等技術,尤其如何通過物聯(lián)網(wǎng)收集與處理數(shù)據(jù)(如數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)控制與數(shù)據(jù)治理)來提高災害治理能力,是建立防災型智慧城市面臨的重大挑戰(zhàn)。第三,重新設計挑戰(zhàn)。對于一切從零開始建設的新城市,以智慧城市為理念規(guī)劃災害治理相對容易,但這對于舊城市則是一個重大挑戰(zhàn),它需要替換或重新設計已有的災害治理框架。第四,治理能力挑戰(zhàn)。現(xiàn)有城市的高脆弱性與低災害治理能力之間的不匹配性,已成為制約智慧城市發(fā)展的關鍵問題。智慧城市建設不僅面臨技術、組織與實踐能力不足的問題,還面臨衍生、次生與復合性災害治理能力不足的挑戰(zhàn)。第五,綜合治理挑戰(zhàn)。由于現(xiàn)代通信與數(shù)字等技術的迅速發(fā)展,智慧城市需要實現(xiàn)更綜合與更高效的災害治理,它涵蓋了環(huán)境、經(jīng)濟和社會等各個方面,并適用于準備、預防、響應與恢復全過程。

        基于上述內(nèi)容,本文主要聚焦幾個問題:第一,如何建構智慧城市災害治理理論模型,其基本內(nèi)涵是什么?第二,國內(nèi)外運用智慧城市理念治理災害有哪些典型案例?第三,如何對這些案例進行比較分析,從中可以得出哪些研究發(fā)現(xiàn)?第四,如何從智慧城市視角推進災害治理變革及如何對此進行反思?綜合成一個核心問題就是:如何從智慧城市視角加強與創(chuàng)新城市災害治理?論文通過模型構建、案例分析與比較研究進行深入探討。

        二、智慧城市災害治理的理論模型

        智慧城市作為災害治理的新范式,主要借助物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈與互聯(lián)網(wǎng)等新一代通信與數(shù)字技術提高城市防災減災能力,它促進了城市災害治理的轉型,有利于城市的永續(xù)發(fā)展,本文根據(jù)“技術—平臺—空間—決策—周期”邏輯建構了智慧城市災害治理模型(見圖1)。

        圖1 智慧城市災害治理模型

        (一)技術維度:信息通信與新興技術

        隨著城市系統(tǒng)日益龐大與復雜,不確定性風險也隨之增加,現(xiàn)代信息通信技術(ICT)、無處不在的傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、先進數(shù)據(jù)科學與危機信息學等新技術在災害治理領域得到了越來越廣泛的應用,其中最核心的是信息通信技術。就信息交流而言,智能手機普及、全球移動互聯(lián)網(wǎng)接入與社交媒體融入突破了傳統(tǒng)信息交流障礙,為災害治理提供了巨量信息,也驅(qū)動了傳統(tǒng)災害治理的變革。①Elvas L B,Mataloto B M,Martins A L,et al,"Disaster Management in Smart Cities",Smart Cities,2021,Vol.4,No.2,pp.819-839.就不同領域而言,智慧城市中的互聯(lián)網(wǎng)、傳感器與通信技術為建筑火災、大氣污染與道路堵塞提供探測技術,區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)技術有利于金融危機與信用危機治理,人工智能與區(qū)塊鏈技術融合有利于構建永續(xù)生態(tài)與智能交通系統(tǒng),可以大大減少城市生態(tài)與交通安全危機。②Singh S,Sharma P K,Yoon B,et al,"Convergence of blockchain and artificial intelligence in IoT network for the sustainable smart city",Sustainable Cities and Society,63:2020,102364.在智慧城市技術中,物聯(lián)網(wǎng)、人工智能與區(qū)塊鏈成為災害治理的主導技術。

        (二)平臺維度:巨量信息與彈性集成

        智慧城市災害治理平臺是在災害場景的基礎上,通過地理信息、智能危機系統(tǒng)和云計算等技術收集與處理來自傳感器與社交媒體的巨量文本、圖像或數(shù)據(jù),它促進了管理者與民眾的信息溝通,為管理者提供了高效的應急響應平臺,可以及時協(xié)調(diào)應急隊伍為民眾提供災害援助。③Bartoli G,Fantacci R,Gei F,et al,"A novel emergency management platform for smart public safety",International Journal of Communication Systems,2015,Vol.28,No.5,pp.928-943.智慧城市災害治理平臺是一個集成的彈性平臺,它與智慧城市已有平臺整合,為不同類型與等級災害提供服務。例如,智能建筑管理平臺能有效增強現(xiàn)實感 (AR),當建筑物發(fā)生火災時能及時獲取住戶信息,為火災快速反應提供可視化服務。④Park S,Park S H,Park L W,et al,"Design and implementation of a smart IoT based building and town disaster management system in smart city infrastructure",Applied Sciences,2018,Vol.11,No.8,pp.2239.洪水預警綠云(Green Cloud)平臺通過云計算工具建立洪水智能探測與預警機制⑤Yusoff A,Mustafa I S,Yussof S,et al,Green cloud platform for flood early detection warning system in smart city,IEEE.IEEE,2015.,智慧城市交通應急平臺能對交通事故進行智慧決策、有效疏散與過程調(diào)查等,災害治理平臺都需要與這些平臺相互整合。

        (三)空間維度:時空可視與物理網(wǎng)絡

        災害總是發(fā)生在某一地點與某一時期,通過空間分析可以發(fā)現(xiàn)風險最高區(qū)域,在這些區(qū)域中,大型建筑物往往較為集中。⑥周利敏、姬磊磊:《生態(tài)城市:霧霾災害治理的政策選擇——基于國際案例的研究》,《同濟大學學報(社會科學版)》2020 年第1 期??臻g維度有助于更好地了解城市災害全貌,進而采取有針對性的治理措施,它是智慧城市災害治理框架中不可或缺的維度。就平臺而言,智慧城市大數(shù)據(jù)云平臺能融合地理信息系統(tǒng)、地面移動信息與災害空間信息等,為災害治理提供實時準確的時空大數(shù)據(jù)。就技術而言,智慧空間技術能有效收集、分類、識別與分析各種災害圖像,促進城市災害時空可視化治理。⑦Chaudhuri N,Bose I."Application of image analytics for disaster response in smart cities",Proceedings of the 52nd Hawaii International Conference on System Sciences,2019.就系統(tǒng)而言,地理信息系統(tǒng)能收集不同類型災害數(shù)據(jù)源,將它與地圖結合以實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化,然后利用智能空間技術、智能移動服務資源與IT 基礎設施,從空間維度為災害治理提供輔助決策支持。⑧Hartama D,Mawengkang H,Zarlis M,et al,"Smart City: Utilization of IT resources to encounter natural disaster",Journal of Physics: Conference SerieS.IOP Publishing,2017,Vol.890,No.1,012076.智慧城市技術為災害治理創(chuàng)造了物理與網(wǎng)絡空間,形成了以物理網(wǎng)絡空間為基本特征的治理模式。

        (四)決策維度:數(shù)據(jù)支撐與智能輔助

        決策能力是提高災害治理能力的關鍵要素,智慧決策支持系統(tǒng)(IDSS)建立在大數(shù)據(jù)存儲與機器學習分析基礎上,它使用開放式應用程序編程接口(API)和人工智能算法對大數(shù)據(jù)進行收集與處理,幫助管理者做出更快與更準確的治理決策。例如,城市智能洪水決策支持系統(tǒng)可用于洪水災害期間確定交通管理點(TMP),防止洪水期間出現(xiàn)交通危機,還可以幫助政府做出準確的水庫泄洪決策。在城市火災方面,通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(CNN)智能檢測與監(jiān)控視頻中的火災,為管理者提供應急輔助決策支持。①Daekyo Jung et al.,"Conceptual Framework of an Intelligent Decision Support System for Smart City Disaster Management",Applied Sciences,2020,Vol.10,No.2,p.666.管理者還需要充分利用智慧城市中的開源數(shù)據(jù),將此轉化為提高預防、預控、應急與重建能力的重要工具。智慧城市災害治理決策系統(tǒng)建立在互聯(lián)網(wǎng)連接的數(shù)百萬傳感器與設備的基礎上,運用各種數(shù)字與智能技術進行分析以提供智能輔助決策支持。

        (五)周期維度:基本特征與均衡應用

        全生命周期強調(diào)決策者需要將智慧城市技術均衡應用于災害治理的每一個階段,但大多數(shù)智慧城市幾乎沒有災害預防與準備計劃,主要關注緊急響應與災后重建。有效的災害治理必須涵蓋預防、準備、響應與恢復四個基本階段②周利敏、趙天琦:《基于全生命周期的婦女災害社會工作創(chuàng)新》,《吉首大學學報(社會科學版)》2022 年第1 期。,在這些階段都能結合物聯(lián)網(wǎng)、地理信息技術、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈和社交媒體等技術③梁珺濡、劉淑欣、張慧:《從被動韌性到轉型韌性:智慧社區(qū)到災害韌性提升研究》,《廣州大學學報(社會科學版)》2021 年第2 期。。尤其是大數(shù)據(jù)技術,它能應用于災害治理的每一個階段,為輔助決策提供了基本的數(shù)據(jù)支持④Yang C,Su G,Chen J.,"Using big data to enhance crisis response and disaster resilience for a smart city",2017 IEEE 2nd International Conference on Big Data Analysis (ICBDA).IEEE,2017,pp.504-507.。大數(shù)據(jù)治理主要體現(xiàn)為兩方面,一是在每一個災害治理階段都需要依賴大數(shù)據(jù)及其分析技術輔助決策,二是治理者需要利用智慧城市中不同領域的大數(shù)據(jù)。隨著智慧城市技術在全生命周期的廣泛應用,它促進了一種更快捷、更全面與更系統(tǒng)的治理模式轉型,全生命周期成為智慧城市災害治理的基本特征。

        智慧城市災害治理模型由技術、平臺、空間、決策與周期五個維度構成,技術是治理的推動力,平臺是數(shù)據(jù)共享、信息溝通與輔助決策的基礎,空間是治理情境感知與可視化的前提,決策是基于實時情境與智能分析的結果,周期是智慧城市技術融入災害治理每一個階段的基本要求。構建這一模型的目的是開發(fā)智慧城市災害治理的理論框架與實踐指南,達到避免與減少城市災害的目的。⑤Munawar H S,Qayyum S,Ullah F,et al.,"Big data and its applications in smart real estate and the disaster management life cycle: A systematic analysis",Big Data and Cognitive Computing,2020,Vol.4,No.2,p.4.

        三、智慧城市災害治理的典型案例

        智慧城市理念與技術為災害治理提供了新的理論與實踐參考,促使災害治理邁向數(shù)字化、精細化與智慧化,國內(nèi)外已進行了系列探索,本文選擇五個典型案例進行深入探討(見上頁表1)。

        表1 典型治理案例(作者自制)

        (一)韓國首爾:COVID-19 智慧治理

        COVID-19 是檢驗智慧城市治理公共衛(wèi)生危機的最佳案例。根據(jù)全球防控經(jīng)驗,智慧城市技術有助于減少COVID-19 傳播與擴散風險。①Rahul Jaiswal and Anshul Agarwal and Richa Negi,"Smart solution for reducing the COVID-19 risk using smart city technology",IET Smart Cities,2020,Vol.2,No.2,pp.82-88.首爾是智慧城市治理COVID-19 的典型代表,韓國很早就從國家層面推動智慧城市發(fā)展,利用智慧城市計劃解決了許多城市危機,如交通、能源、政務與公共空間危機等。在應對COVID-19 的過程中,首爾實施了數(shù)字健康計劃,主要通過大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、云計算、遠程醫(yī)療和消費者健康電子產(chǎn)品等形成的數(shù)據(jù)閉環(huán)驅(qū)動COVID-19 治理創(chuàng)新,還開發(fā)與應用了自我隔離程序,它能智能跟蹤用戶位置并確保用戶沒有違反隔離規(guī)定,當用戶進入感染者去過區(qū)域的100 米范圍時,“Corona100m”應用程序就會發(fā)出警報,Corona 地圖網(wǎng)站保留了確診者歷史活動記錄,用戶從中可以知道感染者的具體位置。②Costa D G,Peixoto J P J,"COVID-19 pandemic: A review of smart cities initiatives to face new outbreaks",IET Smart Cities,2020,Vol.2,No.2,pp.64-73.首爾通過智慧城市數(shù)字健康計劃,顯著減少了COVID-19 確診病例數(shù)量。已有研究表明,智慧城市每萬人投資每增加100 萬元,每萬人中COVID-19 確診病例數(shù)會減少34.2%。③Yang S S,Chong Z,"Smart city projects against COVID-19: Quantitative evidence from China",Sustainable Cities and Society,2021,Vol.70,102897.

        (二)印度阿馬拉瓦蒂:智慧城市洪水管理

        隨著城市化水平不斷提高,洪水災害已成為沿海城市發(fā)展中的重大威脅,印度阿馬拉瓦蒂市正面臨這一風險。為了應對洪水風險,阿馬拉瓦蒂將洪水管理作為智慧城市規(guī)劃中的重要維度。由于它位于克里希納河前洪泛區(qū),季風季節(jié)容易受集中降雨影響,傳統(tǒng)防雨水滲透策略可能導致雨水高峰流量增加而造成洪澇災害。阿馬拉瓦蒂市通過實施綠色屋頂、新建多孔路面、建設滯留池、利用信息與通信技術等建設“零洪水城市”計劃,④Bick I A,Bardhan R,Beaubois T,"Applying fuzzy logic to open data for sustainable development decision-making: a case study of the planned city Amaravati",Natural Hazards,2018,Vol.91,No.3,pp.1317-1339.通過這一計劃建立了強大的洪水管理系統(tǒng),對潛在洪水風險區(qū)域?qū)嵤┝擞行У闹腔鄹脑?。阿馬拉瓦蒂市還制定了智慧城市未來基礎設施永續(xù)發(fā)展規(guī)劃,旨在建立一個良好的交通網(wǎng)絡、有效的災害管理與創(chuàng)新的廢物管理城市系統(tǒng),為有效治理洪澇災害提供較好辦法。⑤Ghadei M,Amaravati-A City Reborn,"Journey Towards a World-Class Smart City",International Congress and Exhibition"Sustainable Civil Infrastructures: Innovative Infrastructure Geotechnology",Springer,Cham,2017,pp.15-29.阿馬拉瓦蒂不僅將智慧城市理念作為城市常規(guī)發(fā)展理念,還將其作為災害治理的創(chuàng)新工具。

        (三)日本東松島:智慧防災生態(tài)城鎮(zhèn)

        日本東松島市為智慧城市防災減災提供了一個很好的案例,2011 年3 月發(fā)生了東日本大地震并引發(fā)了海嘯,東松島市遭受了嚴重破壞,大約73%的建筑物受損,3349 公頃農(nóng)業(yè)區(qū)被淹沒,面對這一境況,東松島市決定以智慧城市理念來進行災后重建,首先將城市遷移到更高的地方,同時實施土地整治與重建市民生計。⑥Tsuchiya Y,"Smart Cities for Recovery and Reconstruction in the Aftermath of a Disaster",Building Resilient Regions,Springer,Singapore,2019,pp.261-275.智慧城市災害治理的重要理念是社會參與,東松島市鼓勵民眾參與智慧防災生態(tài)城鎮(zhèn)建設事宜,還與民眾一起確定城市永續(xù)發(fā)展環(huán)境與智慧生態(tài)發(fā)展環(huán)境策略,政府與民眾建立了良好的合作機制。東松島市還積極利用智慧城市技術,如通過矢量超級計算機與高性能計算技術進行信息收集、數(shù)據(jù)分析、智能預警與應急響應等⑦Musa A,Watanabe O,Matsuoka H,et al,"Real-time tsunami inundation forecast system for tsunami disaster prevention and mitigation",Journal of Supercomputing,2018,Vol.74,No.7,pp.3093-3113.,為城市災害治理提供了強大的技術支持。

        (四)中國北京:森林火災智慧防控

        為了保護北京森林資源及避免城市森林火災,北京市利用智慧城市技術建立了森林火災智慧防控系統(tǒng),主要由智能數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析、調(diào)度與反饋一體化系統(tǒng)構成。這一系統(tǒng)同時建立在北斗衛(wèi)星和GPRS 通信支持的森林生態(tài)野外監(jiān)測網(wǎng)絡系統(tǒng)的基礎上,運用物聯(lián)網(wǎng)與多傳感器獲取野外生態(tài)參數(shù),可以在手機信號較弱的森林現(xiàn)場傳輸數(shù)據(jù)。傳感器能穩(wěn)定實時獲取大氣、土壤、陽光、植物參數(shù)、天氣等級及枯枝落葉層土壤濕度等數(shù)據(jù),可以對森林生態(tài)進行實時監(jiān)測,也能對火災進行精細預測。2017 年3—5月,在北京九峰國家森林公園進行了連續(xù)實驗,結果表明這一系統(tǒng)能穩(wěn)定獲取11 種類型的森林氣候數(shù)據(jù),正確傳輸率達98%以上。①Zheng Y,Zhao Y,Liu W,et al.,"An intelligent wireless system for field ecology monitoring and forest fire warning",Sensors,2018,Vol.18,No.12,p.4457.森林火災智慧防控系統(tǒng)通過利用移動通信技術及其基礎設施,幫助管理者獲取科學的輔助決策信息,避免指揮調(diào)度的盲目性,確保對森林火災的有效監(jiān)控與及時救援。

        (五)美國洛杉磯:犯罪風險智慧預防

        城市安全是所有智慧城市建設的重要目標,智慧城市首先必須保障城市安全。由于恐怖主義、有組織犯罪、幫派暴力和槍支犯罪等構成的新威脅,城市安全面臨巨大的挑戰(zhàn),智慧城市為安全治理提供了獨特的解決方案。洛杉磯作為美國智慧城市建設的代表,連續(xù)多年問鼎美國第一大數(shù)字城市,它利用智慧城市理念推進犯罪治理智能化。隨著城市迅速發(fā)展與規(guī)模日益擴大,快速準確識別犯罪活動對于保障城市安全至關重要,洛杉磯應用犯罪預測軟件PredPol,通過對非結構化犯罪報告、嫌疑人犯罪歷史、自動許可數(shù)據(jù)與特定位置數(shù)據(jù)等進行犯罪風險大數(shù)據(jù)分析,還利用神經(jīng)網(wǎng)絡與混合深度學習算法分析視頻流數(shù)據(jù),快速識別與評估犯罪區(qū)域與犯罪群體。警察巡邏是一種有效發(fā)現(xiàn)犯罪嫌疑人及其行為的方式,但警務是一種有限資源,洛杉磯通過數(shù)據(jù)公開智慧系統(tǒng),根據(jù)預測誤差最小化原則,能最大限度減少警察到達時間,實現(xiàn)警員巡邏最優(yōu)決策。同時,警察巡邏也可作為有效的監(jiān)控傳感器。②Hochstetler J,Hochstetler L,Fu S,"An optimal police patrol planning strategy for smart city safety",2016 IEEE 18th International Conference on High Performance Computing and Communications;IEEE 14th International Conference on Smart City;IEEE 2nd International Conference on Data Science and Systems (HPCC/SmartCity/DSS).IEEE,2016,pp.1256-1263.通過實施高效且適應性強的智慧城市犯罪治理系統(tǒng),有效降低了城市犯罪風險,為民眾創(chuàng)造了安全的城市生活與工作環(huán)境。

        四、智慧城市治理案例比較及啟示

        城市災害可能對人類生命、環(huán)境和基礎設施造成致命影響,智慧城市為管理者提供了新的實踐與理論模式。通過對上述五個案例進行比較分析,同時結合前文建構的理論模型,可以得出一些有益的研究發(fā)現(xiàn)。

        第一,從災害類型來看,上述案例分別代表了公共衛(wèi)生危機、事故災害、自然災害與社會災害四大類型,涵蓋了災害的主要類型。同時,這些案例既包括西方發(fā)達國家,也包括亞洲發(fā)展中國家,且五個案例都是智慧城市建設的典型,因此具有很好的代表性。表2(見下頁)中五個案例共同表明,新型城市災害的出現(xiàn)、傳統(tǒng)災害復合型趨勢與災害損失日益嚴重的事實,對城市發(fā)展、社會管理、群體安全與環(huán)境治理等提出了新要求,越來越多的國家將智慧城市理念應用于災害治理領域,它超越了國界與意識形態(tài)的邊界,滿足了城市復雜災害治理的需要,也適應不同類型的災害治理。

        表2 五個案例的比較分析(作者自制)

        第二,從治理技術來看,這五個案例在災害治理過程中都充分運用了智慧城市技術,首爾市利用智慧城市技術檢測、預防、追蹤與監(jiān)控COVID-19 傳播,阿馬拉瓦蒂市利用智慧城市開源數(shù)據(jù)、土地使用數(shù)字繪制技術、數(shù)字區(qū)域洪水風險和智慧環(huán)境服務地圖等洪水管理策略,東松島市通過矢量超級計算機與高性能計算技術開發(fā)實時洪水與海嘯智能治理系統(tǒng),北京市利用北斗衛(wèi)星、GPRS 通信技術與數(shù)字技術等建立了森林火災智慧治理系統(tǒng),洛杉磯市利用智能設備與傳感器產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)結合時空信息技術預測高風險犯罪區(qū)域、犯罪群體及犯罪數(shù)量。上述五個案例表明,智慧城市技術的日益進步,逐漸打破了體制、機制與法制等藩籬,也突破了時空局限,技術所具有的這一獨特優(yōu)勢,使得它在全球不同類型災害治理中逐漸得到有效應用,人類正在邁向智慧城市發(fā)展的光明未來。

        第三,從治理平臺來看,智慧城市需要根據(jù)不同類型的災害建立相應的治理平臺,首爾市利用人工智能與大數(shù)據(jù)等技術為COVID-19 防控提供了智慧城市健康平臺,阿馬拉瓦蒂市通過智慧城市洪水管理平臺科學預測水位上升以及平臺上的碳儲存、綠化、徑流系數(shù)和土壤洪水預防綜合可視化等途徑鼓勵了具有成本收益優(yōu)勢的綠色生態(tài)城市的發(fā)展,東松島市通過城市智能洪水監(jiān)控平臺對臺風與海嘯大數(shù)據(jù)進行智能分析以實現(xiàn)主動防御、及時響應與有效重建,北京市通過智慧城市森林火災預防平臺、物聯(lián)網(wǎng)及數(shù)字技術對森林火災實時監(jiān)控,洛杉磯市通過智慧城市犯罪治理平臺抓取與分析犯罪風險大數(shù)據(jù)為預防與預控決策提供數(shù)據(jù)支撐。以上案例均表明由于城市災害具有級聯(lián)性與復合性等新特征,一個強大而有效的治理平臺是必需的,它需要滿足城市數(shù)字化、信息化與智能化發(fā)展趨勢,這與傳統(tǒng)治理平臺有很大的不同。借助這一智慧型、集成性與彈性的創(chuàng)新平臺,有助于政府與民眾實現(xiàn)科學的治理決策。

        第四,從空間維度來看,智慧城市發(fā)展重點是從空間維度促進智能環(huán)境的建立,空間維度在災害治理中也有重要地位。首爾在人群與環(huán)境交互的基礎上結合機器學習模型、物聯(lián)網(wǎng)技術與地理空間工具等實現(xiàn)風險區(qū)域、風險智能防控、遠程診斷與治療等,阿馬拉瓦蒂將智慧城市規(guī)劃、地理空間信息與空間規(guī)劃整合以及時掌握洪水發(fā)生的空間與可能地段,東松島以智慧城市建設為契機開發(fā)的洪水海嘯智能預防系統(tǒng)在20 分鐘內(nèi)完成10 米網(wǎng)格大小洪水海嘯淹沒、損害預報及提供避難所的準確位置,北京通過建立快速檢測遠距離森林火災智能監(jiān)控系統(tǒng)突破了交互困難、森林地區(qū)傳感器缺乏與野外生態(tài)監(jiān)測困難等時空局限,洛杉磯利用智慧城市中無處不在的傳感器、地理空間信息與數(shù)字技術為城市犯罪風險治理提供了一種新穎的時空方法。以上案例共同表明,智慧城市利用地理信息系統(tǒng)、云計算與可視化等先進技術,為政府與民眾提供了一種更便捷、更多元與更精準的空間治理方式,它是一種基于數(shù)字、信息與智慧技術基礎上的新型空間治理范式。

        第五,從治理周期來看,全生命周期能更好分析、規(guī)劃與推進智慧城市在災害治理領域中的應用。首爾利用智慧城市現(xiàn)代通信與數(shù)據(jù)處理技術等對COVID-19 進行全生命過程治理,阿馬拉瓦蒂通過遍布城市的傳感器、信息收集與數(shù)據(jù)處理技術對洪水進行智能監(jiān)測與應急處置,東松島通過洪水海嘯智能預報系統(tǒng)進行有效的洪水風險預警、預防、預控、精準應急與有效的災后重建,北京通過智慧技術分析農(nóng)田生態(tài)大數(shù)據(jù)、評估生態(tài)恢復、監(jiān)測氣象災害與精準灌溉森林等實現(xiàn)了災害治理關口前移,大大提高了緊急響應效率,洛杉磯利用智慧城市信息、數(shù)據(jù)與算法等技術對犯罪風險大數(shù)據(jù)進行收集與分析以應用于犯罪危機全生命過程治理。以上案例共同表明,智慧城市如要促進災害治理能力的提高,首先它必須在全生命周期均衡得到應用,但由于理念、技術、政策與行為等原因,已有城市往往側重于某一階段治理,其功能未能得到充分體現(xiàn),因而具有很大的治理提升空間。

        第六,從治理決策來看,城市災害治理面臨技術、組織與制度等因素挑戰(zhàn),有效的治理決策往往比較困難,智慧城市為解決這一困境提供了新途徑。首爾利用智慧城市健康管理平臺為COVID-19 提供了更為明智的疫情防控輔助決策支持,阿馬拉瓦蒂市利用智慧城市開放數(shù)據(jù)源、人工智能與數(shù)字通信技術等為洪水治理提供了輔助決策支持,東松島通過智能監(jiān)控平臺與計算機技術等為洪水與海嘯治理提供了模擬決策,北京通過森林火災智能防控平臺對各種大數(shù)據(jù)進行采集、聚合、預處理與分析為遠距離森林火災治理提供輔助支持決策,洛杉磯通過智慧治理平臺對犯罪風險大數(shù)據(jù)進行抓取與分析為風險預防與處理提供輔助決策支持。以上案例充分表明,現(xiàn)代信息、通信、數(shù)據(jù)及計算機技術的進步大大提升了災害治理決策能力,一些智慧城市正利用這些技術促進決策模式變革,即從傳統(tǒng)人腦決策與經(jīng)驗決策向機器模擬決策與人機合智決策轉變,使得它具有了數(shù)字化、仿真化、智慧化與精準化等新特征。

        第七,從治理效果來看,由于國情、社情及城市之間的差異,加之智慧城市尚處于發(fā)展中,災害治理效果也不盡相同。首爾在COVID-19 防控過程中充分利用智慧城市技術有效減少了COVID-19 的傳播與擴散,阿馬拉瓦蒂通過智慧城市技術及加強綠色基礎設施建設有效降低了洪澇災害,東松島在大地震后通過新的災害治理方法即智慧城市戰(zhàn)略大大降低了地震、海嘯與洪水災害沖擊,北京通過智慧城市森林火災系統(tǒng)提高了應急資源管理與應急處理能力,洛杉磯市通過智慧城市犯罪風險治理平臺在預測犯罪風險區(qū)域、風險群體、分配警務資源及降低犯罪風險治理成本方面效果顯著。上述五個案例表明,智慧城市理念與技術能有效提高災害治理能力,甚至成為治理成功與否的關鍵。雖然許多城市并未利用這一理念治理災害,但就已有實踐而言,它在減少與避免城市災害方面效果顯著,因而具有很好的應用價值,應該成為各國政府與城市災害治理的政策選項和行動方案。

        通過案例比較發(fā)現(xiàn),智慧城市理念適應于所有類型的災害治理,它提供了通用的解決方案而具有光明前景,案例比較與理論模型也能很好契合,初步證明了這一理論模型具有很好的理論與應用前景。

        五、智慧城市災害治理的未來展望

        聯(lián)合國在《2030 年永續(xù)發(fā)展》議程中將城市發(fā)展目標定位為包容性、安全性、復原力和永續(xù)性,智慧城市很好地契合了聯(lián)合國城市發(fā)展愿景而具有重要的理論與實踐意義。在前文模型建構、案例分析與比較研究的基礎上,結論部分進一步強調(diào)幾個觀點。

        第一,就“戰(zhàn)略—創(chuàng)新”而言,將智慧城市理念上升為戰(zhàn)略規(guī)劃高度是解決傳統(tǒng)災害治理困境的關鍵。由于城市人為與自然災害頻繁出現(xiàn),造成的損失日益增加,傳統(tǒng)災害治理范式出現(xiàn)失靈現(xiàn)象。智慧城市有利于減少與避免這一現(xiàn)象與趨勢,已經(jīng)成為災害治理的新范式。近年來,從數(shù)字城市發(fā)展為智慧城市已逐步成為現(xiàn)實,數(shù)字城市通過無處不在的傳感器與物聯(lián)網(wǎng)融合為智慧城市,這一發(fā)展趨勢也推動了災害領域的“傳統(tǒng)—數(shù)字—智慧”治理模式的轉變。同時,智慧城市也有利于實現(xiàn)災害多元治理,倒逼政府改變自上而下單一治理的局限。盡管如此,很少有國家與城市將智慧城市上升為災害治理的戰(zhàn)略高度,它未受到應有的重視與應用。對于政府而言,在制定城市發(fā)展規(guī)劃時,不僅需要將災害治理作為智慧城市規(guī)劃的重要維度,而且在制定災害治理規(guī)劃時也應將智慧城市作為重要維度,并進行相應的體制、機制與法制變革,這是災害治理變革的關鍵要素。

        第二,就“理念—變革”而言,將智慧城市作為災害治理理念能有效促進災害治理的變革。在國家與城市層面將智慧城市理念應用于災害治理領域是非常重要的政策問題,近年來,城市智慧程度一直在穩(wěn)步提高,預計這一趨勢不會停止,但這一趨勢并未在災害治理領域得到充分體現(xiàn),管理者需要積極將此納入政策范疇與行動綱領以推動變革。當將智慧城市應用于災害治理領域時,需要將城市理解為一個復雜環(huán)境,智慧與安全在這一復雜環(huán)境中相互依存、同等重要,智慧城市建設的重要目標是建立更加安全的城市環(huán)境,它為災害(安全)治理提供了智慧城市技術與理念支持,利用云計算平臺、大數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)挖掘與圖像分析等為災害治理提供了創(chuàng)新性解決方案,有效地提高了城市韌性。從“理念—技術”的應用邏輯而言,管理者只有先從理念層面加以重視,才有可能促進相關的政策制定、技術應用與社會推廣,從而真正推動傳統(tǒng)治理模式的變革。

        第三,就“技術—能力”而言,將智慧城市技術作為災害治理工具可有效提升治理能力。智慧城市技術增強了城市應對災害的能力,災害治理能力的提高需要通過技術來實現(xiàn),技術是能力提升的根本基礎。智慧城市技術賦予了城市新的防災減災能力,它以物聯(lián)網(wǎng)與傳感器為基礎,融合大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、云計算、人工智能、現(xiàn)代通信與信息技術等,這些技術可應用于災害治理全生命過程,尤其是通信與數(shù)字分析技術的進步為災害治理變革提供了新的可能。例如,在應對 COVID-19 大流行期間,智慧城市技術有效提升了城市社區(qū)健康,維持了城市功能,增強了城市韌性,它還可以根據(jù)民眾需求提供精準的健康服務,從而大大提高了公共衛(wèi)生危機治理能力。已有實踐充分表明,智慧城市技術能有效提高災害治理能力,而且它還在持續(xù)不斷的進步中。因此,如何有效利用它驅(qū)動災害治理變革,這是未來城市管理者需要重點思考的問題。

        第四,就“規(guī)劃—整合”而言,將智慧城市理念納入城市災害治理是城市發(fā)展規(guī)劃整合的必然要求。城市安全是智慧城市建設的重要目標,政府有責任制定有效的智慧城市規(guī)劃以保障城市安全,政府規(guī)劃在災害治理中發(fā)揮了關鍵作用,但目前災害治理面臨的重大挑戰(zhàn)是協(xié)調(diào)整合能力缺乏,政府規(guī)劃有利于促進分化治理向整合治理轉變。對地方政府而言,需要主動承擔災害治理規(guī)劃的責任,對中央政府而言,需要賦予地方政府必要的權力與資源實現(xiàn)這一目標。由于智慧城市理念正在全球迅速發(fā)展,政府需要將它作為災害治理的重要規(guī)劃并協(xié)調(diào)推進,一方面政府需要增加智慧城市災害治理服務的可及性,另一方面需要提高自身的智慧技術與數(shù)字素養(yǎng),同時推動相應的組織與制度變革。簡言之,政府統(tǒng)一規(guī)劃與系統(tǒng)整合是提高災害治理能力的必然要求。目前,智慧城市發(fā)展與災害治理往往是兩條互不相屬的平行線,許多智慧城市發(fā)展規(guī)劃沒有將災害治理作為重要維度,災害治理者也未將智慧城市作為提高治理能力的契機,二者缺乏有效的規(guī)劃整合是目前治理的實踐瓶頸。

        第五,就“合作—共治”而言,將政府與民間合作共治作為推動城市災害治理變革的重要路徑。智慧城市在災害治理領域的應用不僅需要政府加強規(guī)劃,也需要政府、民間與社會組織進行合作共治,災害治理需要從政府主導到多元共治轉變。就民眾而言,其為災害治理提供了巨量數(shù)據(jù),積極參與了城市信息建設,他(她)們是災害治理中的平等專家而不僅是替政府收集數(shù)據(jù)的外部貢獻者。就傳統(tǒng)治理模式而言,僅僅依靠自上而下的治理模式不足以滿足提高災害治理能力的現(xiàn)實需求,它可能導致政府與民眾的期望不一致。民眾與社會組織通過自下而上的途徑參與,促進了更細致與更包容的治理模式的形成。民眾需要政府支持才能獲得治理的合法性,政府也需要民眾支持才能克服資源不足與科層制治理等局限,二者之間是合作共治的關系,有利于突破傳統(tǒng)自上而下的單一治理困境。同時,這一合作共治模式與以往相比有了很大的不同,它是由具有眾包、平效與群體智慧等功能的現(xiàn)代數(shù)字技術倒逼政府與民眾進行合作,進而促進了災害治理實踐的系列創(chuàng)新。

        第六,就“缺陷—不足”而言,將避免智慧城市缺陷作為改進災害治理的基本要求。盡管智慧城市范式有利于提高災害治理能力,但要實現(xiàn)這一目標,也面臨著很多問題。首先,智慧城市技術可能引發(fā)信息安全、隱私與道德挑戰(zhàn),如新舊城市系統(tǒng)不兼容、缺乏技術支持及云存儲可能導致敏感數(shù)據(jù)與個人隱私泄露。其次,智慧城市偏向技術解決與聚焦于商業(yè)發(fā)展,它因不是一種真正的社會包容與城市創(chuàng)新模式而受到批評,在災害治理領域也存在同樣問題。再次,盡管智慧城市倡導運用以市民為中心的方法和充分利用用戶生成數(shù)據(jù)進行治理的理念,但民眾數(shù)據(jù)賦能與使能的水平仍然存在許多問題。最后,智慧城市技術本身也可能對災害治理產(chǎn)生不利影響,如社會排斥、數(shù)字鴻溝、政治偏見、錯誤信息傳播及低效的遠程工作等。因此,在運用智慧城市理念治理災害的過程中需要避免上述陷阱,才能改進其內(nèi)在不足,最終促進災害治理能力的真正提高。

        自然與人為災害是工業(yè)4.0 時代城市中發(fā)生的“不對稱威脅”之一,信息與通信技術、無處不在的傳感器與先進的數(shù)據(jù)科學的最新發(fā)展為災害治理提供以往無法想象的能力,也為其提供了新的技術支持。城市管理者與民眾充分合理地運用智慧城市治理理念,就能在很大程度上有效避免與降低城市災害,但智慧城市也面臨技術與政策等方面的挑戰(zhàn),管理者必須考慮與解決存在的缺陷,才能最大程度造福城市安全。

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