摘 要：該文應用系統(tǒng)工程方法論，一是對應急管理各環(huán)節(jié)進行內(nèi)涵解釋，剖析城市應急普適性技術，對城市主要場景安全管控要點進行梳理和闡釋；二是以軌道交通運營與應急課程為例，提出采用多映射組合、多維度融合、多主線貫通的技術思路，在現(xiàn)象層面對城市軌道交通安全與應急各環(huán)節(jié)與模塊關聯(lián)關系及相互制約影響進行歸納和剖析，在管理層面對城市軌道交通安全管控和應急處置的條件、環(huán)境進行提煉并解釋，利用思維導圖、人機工程學、系統(tǒng)動力學等對軌道交通運營與應急課程知識進行圖示化、結構化、層次化的知識庫、圖譜構建，以使得該類課程更符合我國未來現(xiàn)代化大城市及城市群協(xié)同應急要求。

關鍵詞：系統(tǒng)工程；城市應急；系統(tǒng)辨識；教學體系設計；軌道交通

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2024）21-0120-05

Abstract： In this paper， system engineering methodology is applied. First， the connotation of each link of emergency management is explained， the universal technology of urban emergency is analyzed， and the key points of security control in major urban scenes are sorted out and explained. Second， taking the Operation and Emergency Response of Rail Transit as an example， this paper proposes the technical ideas of multi-mapping combination， multi-dimensional integration and multi-mainline connection， and summarizes and analyzes the correlation and mutual constraints of various links and modules of urban rail transit safety and emergency response at the phenomenon level. Extract and explain the conditions and environment of urban rail transit safety control and emergency response at the management level， and use mind mapping， ergonomics， system dynamics， etc.， to graphically， structurally and hierarchically build knowledge base and map of Operation and Emergency of Rail Transit course knowledge. In order to make such courses more in line with China's future modern big cities and urban agglomerations coordination emergency requirements.

Keywords： system engineering; urban emergency; system analysis; instructional system design; rail traffic

我國現(xiàn)階段城市（群）、都市圈在空間形態(tài)和物理層面快速演變和建設的同時，安全城市、韌性城市、智慧城市及宜居城市等一系列理念也在逐步深化，并在規(guī)劃、設計、建設、運營到應急等一系列城市管理實踐工作中得到不同程度的應用。無論環(huán)境形勢與發(fā)展規(guī)劃如何變化調整，保障大規(guī)模人員安全、城市正常運轉始終是城市安全與應急實踐工作與教育教學的最核心要義。提升新形勢、新階段城市尤其是大城市安全防控管理綜合水平，既是我國現(xiàn)代化治理能力提升面對的挑戰(zhàn)，也是城市安全與技術、城市管理等應急大類專業(yè)建設與人才培養(yǎng)中的重大課題。

一 城市（群）系統(tǒng)性剖析及其教育教學概況

（一） 城市（群）系統(tǒng)性特征剖析

從系統(tǒng)構成來看，依托現(xiàn)代化交通運輸系統(tǒng)及信息網(wǎng)絡等基礎承載網(wǎng)組成的城市或城市群[1]系統(tǒng)可依據(jù)層級與性質不同劃分為準靜態(tài)物理網(wǎng)絡、環(huán)境網(wǎng)絡，動態(tài)的物流及人群流動網(wǎng)絡、信息流網(wǎng)絡。城市、城市群及都市圈都是典型的“物理+事理+人理”的復雜巨系統(tǒng)，城市或城市群的集聚、擴散、輻射和協(xié)作是復合巨系統(tǒng)各子系統(tǒng)的體系對抗在微觀、中觀及宏觀各個層面的現(xiàn)象表征，即承載層、活動層、戰(zhàn)略層及附著其上的網(wǎng)絡流[2]交互作用，最為形象化的就是連接城市（群）各區(qū)域的交通網(wǎng)絡[3]。城市（群）是應急管理中最為特殊和復雜的場景，涉及自然環(huán)境、建筑結構、生產(chǎn)生活和社會關系方方面面，自然災害或生產(chǎn)事故的復合鏈生、強關聯(lián)性等特點突出，正因為城市（群）具有顯著的系統(tǒng)性，在多類型災害與事故呈現(xiàn)多發(fā)頻發(fā)的態(tài)勢下，“環(huán)境+災害+事故+產(chǎn)業(yè)+人群”等多要素在城市（群）范圍內(nèi)耦合所產(chǎn)生的損失、影響及其演化往往超出人的認知，也超出目前應急管理體制、機制、預案所涵蓋的邊界范圍。

從系統(tǒng)工程的角度認識，城市人口最密集、生活最豐富、產(chǎn)業(yè)最多樣、關系最復雜、變化最多端、演變最劇烈和預測最困難，防災減災救災、應急管理需要考慮得要素多，約束條件多。從國家政策層面看，2018年，自然資源部、應急管理部的組建，標志著國家層面將以更高標準進行資源統(tǒng)籌及現(xiàn)代化應急能力建設。城市將是國家現(xiàn)代化治理能力提升、城市（群）國家戰(zhàn)略實施、自然資源管理及應急管理這一宏觀概念試點的集中承載地。城市及城市群協(xié)同發(fā)展，建設高水平社會主義現(xiàn)代化城市目標真正落地，在本質上來看，就是區(qū)域資源如何能在更高層次和更高水平上組合和發(fā)揮功能這一問題。

（二） 城市應急管理相關領域教學概況

我國應急類高等教育發(fā)展具有鮮明的時代特色，近年來專業(yè)建設時段比較集中、速度較快。從專業(yè)特點和人才培養(yǎng)需求來看，應急大類課程特別是城市應急類課程需要具備跨學科領域、多技術環(huán)節(jié)、強業(yè)務應用的特點，并以此為原則設計教學體系與具體內(nèi)容。

城市安全管控與應急管理涉及專業(yè)面多、難度大，單一學科和技術難以應對。與此相對應，在城市安全和城市管理與應急管理類的教學設計與課程安排上也要充分體現(xiàn)多學科交叉、復合場景導向、系統(tǒng)化教學的理念。對此，《“十四五”國家安全生產(chǎn)規(guī)劃》[4]中對于城市安全行業(yè)在筑牢安全風險防控屏障、統(tǒng)籌安全生產(chǎn)支撐保障方面加快專業(yè)人才培養(yǎng)、實行“安全生產(chǎn)教育實訓工程”有極為明確具體的要求。正因為城市安全與應急管理涉及的內(nèi)容較多，城市管理、城市安全與技術等專業(yè)在教育教學目標理念、培養(yǎng)方案設計等方面吸收、借鑒相關或類似專業(yè)包括地理信息與空間科學[5-6]、地下空間工程與采礦工程[7-8]及交通工程[9]內(nèi)容比較常見，或者各個學校根據(jù)自身情況有目標地直接選擇多個專業(yè)課程進行組合形成本專業(yè)的課程體系也比較普遍。考慮到城市安全與應急管理多學科并用的特點，從跨學科交叉、理論教學與實踐教學融合特別是新工科理念[10-11]出現(xiàn)后，在專業(yè)的體系化建設方面也進行了有成效的探索[12-13]。

二 城市應急管理技術環(huán)節(jié)內(nèi)涵解析

（一） 城市應急管理技術環(huán)節(jié)

從系統(tǒng)工程的角度認識，城市應急管理屬于實施層面內(nèi)容，即控制與決策。在系統(tǒng)控制之前，需要進行系統(tǒng)辨識、系統(tǒng)預測，在之后需要進行系統(tǒng)評估。這幾個技術環(huán)節(jié)層層遞進，是一個典型的多層控制結構，如圖1所示。

（二） 城市應急管理技術內(nèi)涵

1 系統(tǒng)辨識：城市自然災害體系辨識與公共安全系統(tǒng)組成辨識

城市自地下到地上多層級空間的全方位剖析，辨識城市災害類型與構成，理清并構建城市系統(tǒng)安全結構。城市系統(tǒng)辨識中，還包括城市系統(tǒng)分析，即城市自然災害與公共安全系統(tǒng)關聯(lián)機理分析，包括影響城市安全的基礎靜態(tài)網(wǎng)絡（市政、交通、社區(qū)等）及動態(tài)網(wǎng)絡（人、車、信息、電、水和氣象等）運行機理及相互耦合形成的深層次關聯(lián)機理，城市自然災害與公共安全系統(tǒng)多層次運行與演化規(guī)律，復合系統(tǒng)風險躍遷和突變機理，能提煉和歸納城市系統(tǒng)安全保障特點與要求。

2 系統(tǒng)預測：城市多場景自然災害與公共安全影響仿真、模擬與預測

結合城市基礎信息，模擬惡劣天氣、地震、水害等自然災害，以及高密度人群、重大活動等場景下，預測風險災害的影響、蔓延、演化，能實時監(jiān)測與預測城市災害風險與公共安全綜合指數(shù)變化。

3 系統(tǒng)控制：城市災害防治與應急響應決策支持關鍵技術

以城市系統(tǒng)運行機理為理論基礎，以大系統(tǒng)協(xié)同關系分析為主線，以系統(tǒng)控制論、圖論、最優(yōu)控制為技術手段，能對城市系統(tǒng)安全進行動態(tài)評估與預警，對應急資源進行配置。

4 系統(tǒng)評估：城市安全保障與應急處置效果評估

城市安全保障與應急處置均需要有相應的資源、人力、資金投入，從效果評估與迭代優(yōu)化的角度，需要對各項風險監(jiān)測、預警預測及應急處突活動的具體效果進行多方位評估，包括科學性合理性評估、投入產(chǎn)出評估與效益評估。

以上各階段涉及的理論、技術、管理要素，既是城市應急管理實際工作的要點，也是教學核心內(nèi)容。

三 軌道交通運營與應急教學與課程設計

軌道交通是城市運轉的基礎骨干網(wǎng)，對城市高效運行、常態(tài)安全具有極為重要的作用，同樣也是城市應急教育教學的重點。華北科技學院作為應急管理部直屬高校，目前正在與防災科技學院進行應急管理大學籌建工作，以“立足應急，面向應急，服務應急”為基本辦學和育人理念，有條件也有責任先行研究，率先垂范，理解好軌道交通的系統(tǒng)特點，建設好軌道交通運營與應急相關的課程體系，建立一整套適合我國城市特點，特別是智慧城市框架下的軌道交通科學管理體系，實戰(zhàn)型人才的課程體系和培養(yǎng)體系，為全國城市軌道交通科學化應急管理、調度指揮樹立標桿，對于城市應急類專業(yè)建設有極為顯著的示范效應。

（一） 軌道交通運營與應急的特點與難點

公眾對城市軌道交通安全、準點、高效的基本認識來源于鐵路系統(tǒng)即大鐵，但是兩者確實存在顯著區(qū)別。鐵路基本上是開放空間作業(yè)，而城市軌道交通則是以地下空間為主的生產(chǎn)作業(yè)，兩者在規(guī)劃、設計、建設、運營和應急處突各環(huán)節(jié)差異巨大。軌道交通運輸能力與安全運行水平不僅取決于先天的自然、物理、環(huán)境條件，更取決于規(guī)劃、建設、運營、應急各環(huán)節(jié)的科學性和系統(tǒng)性，這是直接關系到一個城市乃至區(qū)域軌道交通能否以可控成本并最大限度發(fā)揮其價值的關鍵，更是關系到成千上百萬乘客安全高質量出行和疏散應急救援的核心。

城市地下空間普遍具有結構復雜和位置特殊的特點，易導致各類衍生及次生事故發(fā)生，塌陷、涌水、火災和大客流擁擠踩踏風險隱患問題突出，防控治管救各環(huán)節(jié)的難度大。另外，相比于城市地下生命線、地下綜合管廊等，軌道交通最特殊之處在于運營期間聚集了成千上萬的在網(wǎng)乘客，一旦發(fā)生突發(fā)事件，極易造成群體性事故。如1995年東京地鐵沙林毒氣事件，2003年韓國大邱地鐵縱火案，2022年鄭州地鐵水災事故，2011年北京地鐵四號線電梯事故及2023年底北京地鐵昌平線事故，這些事故都帶來極大的經(jīng)濟損失，產(chǎn)生了非常負面的社會影響。從建設韌性城市、平安城市的要求出發(fā)，提高城市地下空間特別是軌道交通風險管控與應急管理水平，構建適合城市軌道交通特點與需求的安全防范與應急教育體系具有極為重大的意義。

（二） 城市軌道交通應急管理核心內(nèi)容

城市軌道交通是百年工程，這里既是指軌道交通從勘察、規(guī)劃、設計和施工到運營的全周期時間長，也是指軌道交通工程質量、運營安全水平要求高。規(guī)、建、運、應各環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，需要各環(huán)節(jié)的從業(yè)者、參與者具有相對完整、系統(tǒng)、全局的知識體系，即關于軌道交通的通識知識。從鄭州地鐵隧道水災、北京動物園站電梯逆轉及國外典型軌道交通事故案例來分析，面對成百上千上萬的乘客，如何有效防控風險，建設安全、韌性的軌道交通，這是一個重大課題。

1 軌道交通應急管理的環(huán)節(jié)系統(tǒng)性

建立現(xiàn)代化軌道交通全過程全鏈條風險辨識系統(tǒng)是歷史必然要求。以時經(jīng)事緯的方式剖析，軌道交通所呈現(xiàn)的問題是規(guī)劃、建設、運營各階段和各設備設施系統(tǒng)本身的固有缺陷及相互影響下所產(chǎn)生的新生矛盾的集中體現(xiàn)，是決定軌道交通路網(wǎng)運營安全狀況和安全水平的根本性保證。

2 軌道交通應急管理的對象系統(tǒng)性

軌道在提供安全、經(jīng)濟、可靠的運輸服務以保證大規(guī)模通行需求并維護城市穩(wěn)定的日常生產(chǎn)生活層面發(fā)揮著不可替代的作用，建立健全軌道交通風險辨識系統(tǒng)工程體系，打造涵蓋規(guī)劃設計者、建設運營者、乘客出行服務等各類人群關于軌道交通通識認知的基礎，是保持城市軌道交通韌性的必然要求。

3 軌道交通應急管理的實施系統(tǒng)性

軌道交通行業(yè)管理面臨的壓力和挑戰(zhàn)日益增加。在目前高頻突發(fā)事件環(huán)境下，如何在運營者、大規(guī)模乘客群之間建立有效的溝通平臺，取決于各類參與者對軌道交通的風險和應急處置有一個共識，特別是在信息化大背景下實現(xiàn)多運營主體、多類型乘客信息互操作、共享、快速協(xié)同聯(lián)動，實現(xiàn)大規(guī)?？土饔行蛞龑?、避免集聚，是城市軌道應急調度指揮的核心技術。

（三） 城市軌道交通應急管理教學存在的問題及解決途徑

從系統(tǒng)工程的角度分析，軌道交通線路層面是一個包括行車組織到客運服務質量的多維對象，節(jié)點層面集中反映了客流和設備設施、土建結構之間的匹配所產(chǎn)生的擁擠風險，其本質是客流在時間軸和空間軸上所呈現(xiàn)的形態(tài)，這是關系到乘客安全出行的關鍵點。

軌道交通路網(wǎng)不僅僅是線路的簡單物理集合，更是多體系對抗的復雜系統(tǒng)；線路間存在顯著制約與干擾，風險轉移、擴散、升級呈現(xiàn)出多樣形態(tài)，一方面，單線的風險在路網(wǎng)環(huán)境下極易擴大和升級，另一方面，本線的風險可能來自于其他線路，這是關系到乘客高質量出行的關鍵點。

軌道交通是一個空間網(wǎng)絡和行車網(wǎng)絡共同組合的復合系統(tǒng)。車按線走，人跨線走。如何由一處運營安全問題擴展，界定各階段的影響程度；如何對不同線路的運營安全狀況進行標準化比較，這是關系到城市整體運轉效率的關鍵點。

城市軌道交通路網(wǎng)又包含若干不同體量和規(guī)模的線路單元，如何考慮軸域各線路特征、客運負荷諸多因素，實現(xiàn)相對公平、合理的網(wǎng)絡流誘導域控制，這是關系到乘客出行成本和城市基礎交通保障體系高效運轉的關鍵點。

地鐵規(guī)劃、建設、運營各階段均需要大批專業(yè)技術、管理人才和培訓人才。特別是既具備理論基礎（傳統(tǒng)工科基礎理論），又具備實戰(zhàn)能力的復合型人才，尤為缺乏。在軌道交通運營與應急領域，2023年，教育部專門針對城市軌道交通專業(yè)化人才培養(yǎng)問題，提出以產(chǎn)教融合的途徑，打造一批符合軌道交通產(chǎn)業(yè)轉型升級要求的新專業(yè)、新課程、新教材[14]，專業(yè)建設和教育教學的思路和方向都比較明確。

從系統(tǒng)論出發(fā)，除軌道交通本身技術原因外，規(guī)劃設計缺陷，公眾包括運營者對于軌道交通設備使用、應急疏散方面的認識誤區(qū)，都是導致軌道交通事故頻發(fā)的致因，涵蓋多環(huán)節(jié)、面向多對象的成體系的軌道交通基礎知識教育教學至關重要。在教育教學設計及課程設置上，需要圍繞軌道交通規(guī)劃、建設、運營、客運組織和應急各環(huán)節(jié)開展基礎共識、專業(yè)知識、安全防護、應急處突技術要點普及方法研究和體系構建，建立涵蓋規(guī)劃設計者、建設運營者、乘客等各類人群關于軌道交通各環(huán)節(jié)的通識認知基礎，打破由于思維慣性、專業(yè)局限及認知差異產(chǎn)生的知識盲點和壁壘，具體內(nèi)容如下。

第一，梳理軌道交通前期勘察、規(guī)劃、設計環(huán)節(jié)的技術要點，結合地理、水文、地質、地形地貌、歷史及城市發(fā)展，對“地下城市”的產(chǎn)生、形態(tài)、形式進行全方位、條理化說明，特別是對目前技術規(guī)范的來源、原則及關鍵參數(shù)的制定進行根源性解釋，從源頭消除認知誤差。特別針對工程師和設計者，通過專業(yè)教學，建立規(guī)劃設計和運營應急全方位知識體系，樹立安全出行服務的結果導向思維觀念。

第二，在軌道交通運營和客運組織的教學設計方面，對車、工、電、軌、輛、信和通各技術系統(tǒng)，以及人、機、料、法和環(huán)各管控要素進行系統(tǒng)性說明，并在此基礎上進行多映射組合，借助思維導圖、人機工程學、系統(tǒng)動力學等對軌道交通體系知識進行圖示化、結構化、層次化設計。

第三，在軌道交通安全防控、文明出行、應急處突的教育教學方面，突出以人為本，安全第一、預防為主的基本理念，以安全、文明、高效出行為目標，對軌道交通應急概念進行擴充，從管、防、治、控和救各環(huán)節(jié)總結提煉乘客全過程、全鏈條軌道交通出行中涉及的一般要求、規(guī)則、做法，借助國內(nèi)外典型的安全事件進行講解，包括地下空間突發(fā)大量涌水與內(nèi)澇、火災消防、隧道排煙通風、突發(fā)大客流防控、區(qū)間迫停與救援、緊急避難疏散、關鍵節(jié)點盲區(qū)監(jiān)測與聯(lián)動預警、重要構造物病害監(jiān)測、密集區(qū)客運組織及門區(qū)沖突區(qū)避免風險等場景，通過“理論+實踐”教學培養(yǎng)學生的綜合能力。

（四） 軌道交通運營與應急教學與課程體系設計

城市軌道交通突發(fā)事件是表征，根源在于規(guī)劃、建設、運營各個階段的各種隱患、缺陷及管理失當?shù)榷喾N要素疊加導致的系統(tǒng)失控。規(guī)劃、建設、運營及應急是一個系統(tǒng)性整體，要做好城市軌道交通突發(fā)事件的風險辨識、指揮管控，提升智慧化水平和能力，就必須從以下幾個方面著手建立系統(tǒng)性技術和管理體系。

1 軌道交通系統(tǒng)性通識基礎知識庫建立

圍繞軌道交通規(guī)劃、建設、運營、客運組織和應急各環(huán)節(jié)開展基礎共識、專業(yè)知識、安全防護和應急處突技術要點教育教學方法研究和體系構建，建立涵蓋規(guī)劃設計者、建設運營者、乘客等各類人群關于軌道交通各環(huán)節(jié)的通識基礎知識庫。

2 軌道交通規(guī)、建、運、應系統(tǒng)風險辨識體系建立

融合多學科理論知識，整體梳理軌道交通勘察、規(guī)劃、設計、建設、運營和應急各環(huán)節(jié)技術要點，從系統(tǒng)科學、系統(tǒng)工程高度對城市安全風險及相互關聯(lián)關系進行總結提煉。

在通識基礎知識庫建立的基礎上，搜集大量國內(nèi)外城市軌道交通各類事件案例，深入剖析事件根源，從本源著手，對第一類風險源、第二類風險源及其之間的耦合關系進行系統(tǒng)性分析，構建軌道交通各系統(tǒng)、各參與方的關聯(lián)關系圖譜，應用系統(tǒng)動力學詮釋軌道交通事件產(chǎn)生的原因、演變的脈絡、應急救援處置的要點。在此基礎上，編制“軌道交通規(guī)、建、運、應、系統(tǒng)安全知識體系”。

3 面向實戰(zhàn)的軌道交通應急實踐教學與課程建設

采用多映射組合、多維度融合、多主線貫通的技術思路，在技術層面對城市主要場景安全管控要點進行梳理和闡釋，在現(xiàn)象層面對城市安全關聯(lián)關系及相互制約影響進行歸納和剖析，在管理層面對城市安全管控和應急處置的條件、環(huán)境進行提煉并解釋，利用思維導圖、人機工程學、系統(tǒng)動力學等對城市安全管控與應急體系知識進行圖示化、結構化、層次化的知識庫、圖譜構建。

四 結束語

城市（群）發(fā)展國家戰(zhàn)略的落地與持續(xù)深化，新時代與新形勢下城市建設的高標準定位，國家治理能力現(xiàn)代化整體提升的目標，都對未來城市應急管理大類人才培養(yǎng)提出了更為系統(tǒng)和明確的要求。以軌道交通為對象，通過充分的系統(tǒng)特征辨識，設計適應我國城市特點的教育教學及人才培養(yǎng)框架體系，將傳統(tǒng)的軌道交通相關課程上下游打通，實現(xiàn)規(guī)、建、運、應一體化教學，也為城市管理等相關專業(yè)的建設提供了借鑒思路。

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