基于智慧城市下的城市综合防灾体系构建

基于智慧城市下的城市综合防灾体系构建

李梓明

（2011301540012 城规1班）

【摘要】：介绍了国外运用智慧技术实现城市综合防灾体系“智慧化”的建设经验，然后提出智慧城市下的我国城市综合防灾体系的构建原则。在此基础上，探讨了城市综合防灾体系“智慧化”的构建方法及实现途径，并初步构建了契合综合防灾全程化的智慧信息系统框架及其功能实现路径。

【关键词】：城市综合防灾体系；智慧城市；智慧技术

我国城市正处于迅猛发展的阶段。这种跃进式的城市化进程，在创造巨大经济效益的同时，人口的高度聚集、不合理的工程建设活动以及对自然环境的破坏，使得各类灾害对城市的威胁大大增加，也对我国城市综合防灾体系提出了更高的要求。另一方面，世界范围内智慧城市理念的兴起，智慧技术的飞速发展。智慧防灾理念应运而生。

由于目前尚处于发展阶段，还未形成统一的定义和标准，笔者认为，智慧防灾是以物联网、云计算、大数据等新一代信息技术高度融合为支撑，将传感器、RFID电子标签、摄像头等感知设备嵌入城市致灾源及基础设施、道路交通等各相关层面，实现对灾害数据的实时感知，并通过现代通信网络建立与海量数据分析中心的联系，不仅能够智慧化地对灾害发生的全过程进行实时监测、网络传输、智能分析、及时反馈，同时公众可以通过个人信息终端对灾情实时掌握，并得到智能规划的应急方案、逃生路线等，从而提升城市综合防灾减灾能力。根据国外城市综合防灾体系“智慧化”建设经验，我们提出智慧城市语境下我国城市综合防灾体系构建途径与原则。

一、智慧城市理念与国外城市综合防灾体系“智慧化”建设经验

1.1 智慧城市的基本理念

2009 年底，“智慧城市”的理念及其解决方案由IBM 公司首先提出，强调运用“智慧技术”协调城市各功能配合运作，辅助城市管理者决策计划，提高城市管理效率等。其实现途径为把新一代信息技术运用在城市各个领域当中，即把传感器和相关信息设备嵌入至城市的每个角落，形成物联网，再通过互联网相联，建立统一的信息共享平台，实现城市社会与城市物理物质的全面整合，然后运用巨型计算机和云计算技术对这些海量基础信息进行处理，使城市管理者能高效、准确地管理城市生产与生活。

1.2 国外城市综合防灾体系“智慧化”建设经验

智慧城市理念诞生后，短时间内就得到世界许多国家政府的广泛认可与响应。纽约、东京等国际大都市的在智慧技术运用方面处于世界领先地位，并将智慧技术应用于其城市综合防灾体系中，发挥了积极的作用( 表1)。

纽约市城市综合防灾体系实现了高度的“智慧化”。依靠一套高效完备的公共危机管理机制和先进的公共危机信息管理系统作为支撑，是的纽约市对城市灾害信息的采集、处理、交互方面独具优势，并形成了一个市长负责制的全政府型城市危机管理体系和高度共享的灾害信息管理机制。

东京建立了以东京都防灾中心为城市危机管理中枢的城市综合防灾信息系统。东京都防灾中心的具体职责有3 项：1) 采用3S技术、传感识别技术等实现对海量灾害信息的收集、储存、处理和传递；2) 通过计算机辅助对应灾对策进行审议、评估、决策与协调；3) 指挥、命令与联络功能，向各个相关部门发出指示。

二、智慧城市语境下的我国城市综合防灾体系的构建原则

我国自2009 年起，多个大中城市亦开展了不同程度的智慧城市建设与实践。其中北京、上海、广州、深圳、武汉、宁波、无锡、佛山等城市相继提出了智慧城市建设目标及方案，并将智慧城市建设纳入了“十二五规划”中。我国在智慧城市核心技术研发方面，攻克了大量关键难题，取得国际物联网标准制定的话语权。但是，智慧技术在我国城市综合防灾领域的应用仍然相对薄弱，亟待进一步研究与发展。我国城市在构建基于智慧技术的城市综合防灾体系时，须参考以下几点原则：

2.1 构筑平灾结合的城市综合防灾智慧信息平台

首先应建立城市综合防灾管理信息平台，将其作为城市综合防灾各类信息资源的整合中心门户，实现全面监控、协调、指挥、展示，其中枢是基于云计算技术的运行管理和服务平台。这一平台的建立并不脱离于整个智慧城市信息系统，与整个智慧城市信息系统共享信息，共用一套信息处理、传递设备，仅其应用平台和数据处理模块着眼于城市综合防灾领域，做到平灾结合，常规管理与危机管理相结合。比如智慧城市建设中所涉及的“智慧交通”建设，在日常用于处理各种城市交通问题，在灾时则可用于交通疏散指挥。

2.2 推进基于智慧技术的城市重大设施保障策略

在城市空间综合防灾体系规划中，通过相关智慧技术手段，针对大城市的高风险地区，进行安全性评估；针对大城市重大安全保障系统( 如生命线系统，避难通道，避难空间等)，以及对城市安全有重大威胁的危险源( 如核电站、危险性工厂等)，进行综合评估，并提出优化策略，提高城市的综合防灾能力，构建安全可靠的保障体系，集成智慧型综合防范策略，提升城市重大设施的御灾能力和安全水平。

2.3 深化智慧技术支撑的灾害管理机制改革

中国多数城市在城市防灾管理方面由多个部门共同参与，从整体机制来看，存在着分散建设、多头指挥、功能单一、缺乏统筹的弊病。各个部门之间的管理权限以及对信息的垄断界限造成整个城市防灾体系效率的低下，尤其大大降低了灾时反应速率和消息传递速率。利用智慧城市建设这一契机，对城市灾害管理组织部门以及信息管理进行一体化整合及必要的改革，从根本上现灾害管理机制的改革和资源的重新整合。

2.4 发展基于智慧技术的动态灾害管理模式

从广义上来讲，智慧城市并不是一个静态目标或者终极蓝图，而是基于新型技术解决城市复杂问题的动态发展理念。这种理念正好与构建动态发展的城市综合防灾体系的目标相吻合。提倡“循环渐进”的城市防灾体系和危机管理模式，平衡好常态危机管理和灾时危机管理的关系，强调在灾后总结经验的同时，动态地、渐进地对防灾体系和危机管理模式进行优化与改善，达到可持续发展之目的。通过相关智慧技术手段，对每次灾害事件的具体信息如灾害本身、灾害造成的损失、城市防灾体系中的薄弱环节、灾害事件中的危机管理问题等进行综合分析处理，对防灾体系的漏洞进行弥补和改善，在应对下一次灾害时能最大限度地减少损失。

三、城市综合防灾体系智慧化的构建方法及实现途径

智慧城市语境下城市综合防灾体系的构建，可以通过建立智慧防灾的信息系统和城市综合防灾体系“智慧化”两个步骤来实现( 图1)。

首先，在智慧城市理念下，建立针对城市综合防灾体系的智慧信息系统。该系统包括信息基础设施、信息共享平台、信息处理中心和信息交互终端等。信息基础设施由计算机软硬件、网络系统、通讯集成等部件组成，是整个信息系统运作的物理平台；信息共享平台是集

合海量数据收集、存储、分类以及可视化处理的巨型计算机服务器；信息处理中心是基于云计算技术的辅助决策平台；信息交互终端是直接面对各类用户的硬件设备和软件界面，也是各类用户进行信息交互的端口。然后，将智慧信息系统应用于城市综合防灾体系的全过程，包括减灾、准备、反应和恢复4 个阶段。这4 个阶段是一个动态循环的过程，没有明显的区别界限。智慧信息系统在信息采集、信息处理、信息交互以及辅助决策方面的优势，对不同城市综合防灾体系的各个阶段都能提供快速、高效和安全的优化支持作用，从而实现城市防灾体系的“智慧化”。

四、契合综合防灾全程化的智慧信息系统及其功能实现

我们可以从城市综合防灾体系的3 个主要阶段—灾前预防、灾中救援和灾后重建—探讨实现我国城市综合防灾体系智慧化的技术路线。

4.1 灾前预防—智慧化风险评价与常态防灾智能监控

灾前预防阶段可分为两个步骤：减灾阶段和准备阶段。在减灾阶段，首先通过物联网技术、3S 技术、RFID 技术等对城市海量信息进行实时动态采集，包括城市灾害时空信息、城市空间要素信息、城市基础设施信息、城市社会人口信息以及城市气候环境信息等。然后归入数据中心，对这些基本信息进行储存、分析和处理，通过公共信息平台对这些数据进行共享，相关部门可各取所需地获得数据并加以利用。如城市规划部门、灾害防治部门以及城市建设部门等可利用这些信进行城市灾害潜在威胁评估、城市设施抗灾能力评估、重大危险源风险评估等，进而做出城市防灾建设选址、城市防灾空间布局，城市生命线系统建设等关键性决策，从城市常态防灾角度进行具有灾害风险控制性的建设行为，将被动防灾转化为主动防灾( 表2)。

由于减灾阶段并不能消除所有的潜在威胁和灾害风险, 因此需要应用智慧防灾系统，进行常态智能防灾监控及应急准备。其主要任务包括：建立高效的应急组织体系，招募、训练专业应急队伍，管理维护应急设施设备和物资，进行市民防灾意识教育等。这些工作可通过智慧技术的运用而提高运作效率，如通过物联网手段对重大危险源、关键基础设施、灾害易

发场所进行监测监控，并对监测的信息进行处理、分析和及时发布，能大大减小潜在灾害的威胁；在应急物资管理方面，可通过数据库平台进行管理，便于掌握应急物资实时状况、为应对突发事件提供资源保障( 表3)。

4.2 灾中应急—智慧化应急处理与实现途径

在灾中应急阶段，应迅速启动灾时应急信息平台，进行统一全面的信息收集、分析、战略判断、行动制定。各个相关部门也应形成联合应急部门，共用灾时应急信息平台，保证信息资源的高度共享，打破部门界限以及不同部门信息垄断界限。在突发灾害中，灾时应急信息平台具如同大脑之作用，有如下3 项功能：

1)信息的收集、储存、处理和传播功能，对灾时信息进行动态采集、处理分析以及迅速传达；2) 辅助决策功能，对灾害应对对策进行审议和协调；

3) 指挥、命令和联络功能。同时，灾时应成立联合应急部门，形成一个由市长负责的全政府型应急管理机制，下辖灾时指挥部门、交通管理部门、能源管理部门、医疗救助部门等相关部门，所有部门所需信息均可从灾时应急信息平台上获取，以有效快速地实行灾时避难场所安排、交通疏散、医疗救助、能源分配、物资调配等。

另一方面，通过互联网技术，建立市民可自由访问的公共信息平台以保证市民能通过个人信息终端设备如手机、个人电脑等对相关灾情、指挥信息及时获取。同时每个市民亦能通过个人信息终端设备对自己的位置、健康状况、周围灾情或紧急情况等及时向公共信息平台或大众媒体反馈，实现市民高效的求救、自救以及互救( 表4)。