科技创新助推韧性城市高质量发展的机理及路径研究

◎文/陈 洁 郭彦雪 蔡 蕊 张 英

随着新一代数字技术的蓬勃发展，韧性城市的关注点从原来的硬件设施聚焦到实际防灾减灾情景中新一代科技的运用，利用数据驱动和智能决策来指导韧性城市建设。这一转变意味着韧性城市的发展越来越依赖于科技创新，尤其是互联网、大数据、人工智能、云计算、5G等新一代数字技术。

一、科技创新助推韧性城市高质量发展的理论逻辑

（一）科技创新的环境联动功能是韧性城市高质量发展的前提

科技创新是韧性城市高质量发展的重要前提，科技创新的外溢性特征使得城市环境出现联动功能，城市是一个复杂的开放系统，其环境系统是韧性城市运行的基本支撑条件，主要包含自然生态环境和社会生态环境。当科技创新嵌入某一领域应用的初期，相应区域内涉及的社会环境和生态环境会出现不协调现象，科技诉求和环境系统的不均衡性会形成韧性城市的错配局面，这将倒逼环境系统内各要素进行重新流动，以满足韧性城市某一领域内科技研发的需要，随着科技创新的深入实施，科技创新的溢出现象将使生态环境和社会环境实现协调联动的效应。

（二）科技创新的市场推动功能是韧性城市高质量发展的基础

科技创新通过赋能传统产业，推动韧性城市传统产业链优化升级，创新链和产业链的对接可以帮助韧性城市打造创新型产业集群，产业集群的空间聚集效应形成韧性城市柔性生产集合体，降低产业链生产成本，同时催生了数字产业、互联网产业、智慧制造等新兴产业，新旧产业融合叠加，使韧性城市形成新的增长点和增长极，打造韧性城市发展新优势。

（三）科技创新的资源配置功能是韧性城市高质量发展的保证

优化资源配置助推经济高质量发展，科技创新从某种程度上代表着生产技术的革新，使产品的生产效率提高或者生产成本降低，市场需求弹性较小的行业其产品销售量就会受限，该行业的各种生产要素会流入高收益行业，导致行业萎缩现象。市场需求弹性较大的行业，对产品价格会有较为敏锐的反应，销量大幅度增加会产生大量的利润，其他行业的生产要素纷纷流入该行业，产生行业扩张现象。在韧性城市高质量发展的过程中，科技创新的资源配置功能可以帮助城市系统抵御外界金融冲击，增强城市系统对突发性灾难的包容程度和弹性恢复能力。

二、科技创新助推韧性城市高质量发展的内在机理

随着数字化时代和韧性城市建设的推进，科技创新具有先进性和变革性，可推动韧性城市高质量发展，内在机理主要体现在协同治理、应急预警和动态管控三个方面。随着“新基建”建设的深入，大数据、物联网、人工智能等新兴技术在韧性城市建设中实施，可实现韧性城市从碎片到协同、从独立到系统、从静态到动态的转变，科技创新助推韧性城市高质量发展的内在机理如图1所示。

图1 科技创新助推韧性城市高质量发展的内在机理

（一）强化韧性城市高质量发展的协同治理效应

针对城市多元主体应急协同管理弱、组织结构失衡等问题，科技创新为韧性城市组织结构的协同治理能力提供技术支持。提高城市韧性要形成多层次跨中心协商的协同治理机制，将科技创新嵌入以政府为主，社会组织、群众为辅的三级治理框架，不断加强社会主体之间的关联度，以大数据技术整合多层次的应急工作流程和应急资源信息。例如，面对城市突发性公共卫生事件和生态环境灾害风险的扩散和叠加，可从上到下快速做出应急反应。同时科技创新可为多中心城市的应急沟通管理拓展新的路径，加强多中心应急管理部门之间、应急管理部门和相关部门之间的沟通。

（二）提高韧性城市高质量发展的应急预警效应

将网络化、智能化科技手段和产品导入应急预警系统中，不断强化韧性技术系统，以高水平科技创新实现对城市灾害的智慧化监测预警能力。韧性城市应急预警主要有风险研判和监测预警两个阶段，在风险研判阶段，对突发性城市灾难案例相关数据的动态分析和关联分析尤为重要，通过大数据、云计算等数字技术的融合运用，将现实空间和网络虚拟空间的数值型数据和非数值型数据进行全面分析，为风险研判工作提供决策辅助工作；在监测预警阶段，根据研判阶段搜集的现有数据，利用“AI+应急管理模式”系统模拟城市自然灾害、突发性公共卫生事件、区域环境隐患风险等一系列灾害发生的概率，及时向各中心的应急管理部门和相关部门发出应急预警信号，做好应对灾难的准备，同时运用物联网技术、卫星遥感技术、网络爬虫技术、视频识别技术，汇集城市全方位感知信息，构建灾害无盲区信息感知网络。

（三）强化韧性城市高质量发展的动态管控能力效应

城市是一个不断发展变化的动态系统，科技创新引领韧性城市动态管控能力的高质量发展。首先，动态管控的前提是实现数据的共享，大数据技术、5G技术打破了数据孤岛的壁垒，促进数据高速流转，由政府主导建立数据共享平台，拓宽与群众之间的沟通路线，方便政府面对突发性灾害时对基层群众动态管控的力度；其次，动态管控的关键在于精准定位工作，以新冠疫情为例，通过大数据技术、GPS定位技术追踪感染者行动轨迹，通过对轨迹链的排查，快速圈出密切接触人群，及时对接触人员进行隔离监测，有效防止疫情的进一步扩散；最后，动态监控的保障是可挖掘隐藏信息，人工智能技术能够对灾害发生区域的群众、资源、环境、设施等方面提供实时监控，保证受灾数据获取的准确性和敏捷性，同时人工智能技术和大数据融合对突发性卫生事件的传播路径进行智能分析，能及时发现潜在风险。

三、天津市科技创新助推韧性城市高质量发展的实施路径

科技创新助推韧性城市高质量发展的实施路径可具体从设施韧性建设全面化、信息韧性建设系统化、经济韧性建设高质化、生态韧性建设绿色化、社会韧性建设现代化、空间韧性建设一体化六个方面深入分析，如图2所示。

图2 科技创新助推韧性城市高质量发展的实施路径

（一）设施韧性建设全面化

科技创新助力韧性城市加强基础设施韧性建设，构建城市区域之间的联动机制。基础设施是城市系统韧性的关键保障要素，像人体骨架一样为韧性城市的高质量发展发挥支撑作用。

天津市在重点编制城市内基础设施应急预案中可导入科技创新，提供数字转型、智能升级的新型基础设施体系。通过VR智能模拟技术，动态调整文化、体育、展览等大型公共场所的交通、水电、通讯、医疗、生态等重点基础设施的布局和服务功能，并且根据应急预案超常规建设通信网络基础设施、前瞻性部署算力基础设施、高标准布局数字技术基础设施，提高天津市城市基础设施的冗余性，确保各类城市基础设施能够满足突发性灾害的应急需求。

（二）信息韧性建设系统化

科技创新助力韧性城市建立信息韧性，构建快速反应的韧性城市信息网。信息的真实性和及时性是韧性城市构建信息韧性网的重要目标。天津市可借助科技创新，通过流程再造、业务驱动、标准先行助推信息韧性建设。在流程再造上，以数字化、信息化、智能化推动信息韧性的系统化建设；在业务驱动上，通过统一开放的安全数据库，创建宣传教育中心、应急指挥中心和监测预警中心，实现闭环式信息沟通，加强信息横向、纵向的联合反馈机制，利用大数据技术进行有效信息筛选；在标准先行上，统一编写信息韧性标准，通过管理标准创新、技术标准协同，加强信息服务深度，确保发生突发性灾难时救灾信息传达到位。科技创新的快速发展使韧性城市信息的真实性、及时性、纵横闭环性以及数字化下沉度满足信息韧性建设需求，实现韧性城市信息高质量发展。

（三）经济韧性建设高质化

科技创新强化韧性城市经济韧性，构建产业共同体，加强产业链抗冲击能力。在韧性城市建设中经济韧性是城市消除灾难危机的主要关注区域，强大的经济韧性需要建立产业要素互联、消费结构互补、经济规模互借的多中心网格化结构。天津市可凭借良好的创新氛围、依靠强大的产业化能力和科技创新能力，成功引进创新型企业，这样可有效提升城市经济韧性。加大科技攻关，加强天津市经济韧性能力建设，在大数据、人工智能、物联网等现代化信息技术的支撑下，政产学研联动攻关，借助产业链、创新链以及人才链等，促进行业体系迅速跨界发展并及时提供必需物资，科技创新有助于推动天津市全面抵御和防范外部冲击的经济韧性体系形成。

（四）生态韧性建设绿色化

科技创新构筑韧性城市生态韧性，为城市可持续发展夯实基础。生态文明时代的韧性城市是“韧性生态城市”，韧性生态城市是韧性化、生态化和城市化同步发展的结果。科技创新帮助韧性城市全面提升生态品质，韧性城市的生态韧性建设和科技创新目标是同步同向的。在提升生态环境的服务功能方面，天津市可加大绿色交通网络布局的投入力度，强调以公共交通为主，建设多样性的交通体系，疏通城市生态廊道，实现创新生态。同时针对环境污染，建立监测和治理系统、绿色环保分析系统、绿色环境检测系统等，实现环境的全面监控和治理，以科技创新为手段，培育低影响开发技术，用最小的生态扰动换取最大资源收获，成就韧性城市的绿色和持续发展。

（五）社会韧性建设现代化

科技创新和社会生活的深度融合对城市社会韧性建设有着重要的意义，以先进的科学技术改善居民生活水平，建立共同攻克难关的健康社会心态。针对社会韧性的建设，天津市可建立政府、企业、社会、公众等多元主体广泛合作的联动响应机制，重点展开以隐患治理和应急管理为中心的战略规划，加强全民安全教育提供便捷式、全面性的安全体验模式，组织公共安全志愿者联合会，响应城市社会安全号召，创建天津市安全急救社会力量，实现社会管理与应急管理有机结合，促进科技创新和社会事业之间的融合发展。

（六）空间韧性建设一体化

科技创新推动城市空间韧性高质量发展。大城市的空间规模与人口密度和城市的宜居性呈倒U形曲线，大城市面临的不确定性因素也越来越多，强大的空间韧性是城市预防灾害的潜在动力，要从源头规划提高空间韧性。天津市应打造15分钟社区生活圈，构建15分钟、10分钟、5分钟及居住街坊三级生活圈居住区。同时为改变城市空间资源的不足，天津市需探索城市新架构，周密布局地下空间，强化空间保障。当地下空间开发到一定程度，运用智能感知、大数据、人工智能和5G等科技创新技术监测全域、全周期的安全管理至关重要，科技创新确保了地下空间的安全，推动空间韧性建设。