大安全视域下智慧安全城市的基础理论研究进展与展望*

吴 超，黄 玺，王 秉

(1.中南大学 资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083；2.中南大学 安全理论创新与促进研究中心，湖南 长沙 410083)

0 引言

随着高新技术的迅猛发展，智慧城市建设也随着发展起来。然而，在智慧城市发展和建设的早期，城市安全问题并未得到足够的重视，直到近十多年来，一些安全学者开始审视城市化发展热潮背后广泛存在的安全问题，安全城市这一城市发展理念才受到越来越多的关注。尽管目前研究人员在安全城市与智慧城市之间的关系方面尚未达成统一见解，但“智慧城市必须是1个安全城市”已经成为研究共识[1]，安全城市成为城市安全研究的1项重大课题，也成为当代城市发展理念和追求模式之一[2]。

智能时代的到来，为建设和发展安全城市带来了新机遇和新挑战，促使安全城市朝着既智能、又安全的城市方向发展。随着技术进步和城市发展理念的不断创新，安全城市在建设路径、模式和技术上拥有更加多样化和智能化的选择，但同时，在安全城市的实践中却面临着较之诞生之初更为复杂和动态的风险环境，表现出了城市系统安全问题复杂多维、现实与未来安全问题持续变化、传统与非传统安全问题动态交织等特点[3]。

本文将开展2个层次共5项内容的研究：1)回顾安全城市定义及其基本内涵和范畴；2)从国际视域综述安全城市研究的新视角、新方法、新模型；3)分析智能时代下智慧安全城市的基本构成；4)基于大安全视角，分析未来智慧安全城市概念的内涵；5)构建智慧安全城市的基础理论结构体系及其模型，为未来智慧安全城市发展提供参考指导。

1 安全城市基础理论的发展

1.1 安全城市的定义与发展

安全城市理念与安全城市的定义密切相关。中文安全城市中的安全两字不像英文有多种表达，安全城市在英文表达中为Safe City[4-5]、Security City[6]、Resilience City[7]等，均有安全城市的含义，不同的名称表现了学者们不同的研究视角。

城市的规模和特点及环境各不相同，安全城市的定义也各不相同，例如，Ristvej等[4]主要从safety的层面出发，将安全城市定义为通过技术与自然环境的整合，减少城市犯罪和恐怖袭击，保障城市公民在人身安全、财产安全、医疗健康等方面的合法权益，并能快速响应和解决各类城市威胁和紧急情况的城市；Laufs等[6]主要从security的层面出发，针对智慧热潮下的安全城市，其认为建设应重视解决网络安全问题，在防范来自不法分子的网络蓄意攻击之余，还需解决由于用户错误行为、设备故障和自然灾害导致的信息基础设施破坏等问题；Evans[7]从耐灾性的角度出发，认为安全城市是在面对城市外来威胁或冲击时，其内在结构能充分吸收和化解外界干扰与破坏，并保持主要机能、关键结构不受影响的城市。

国内所提的安全城市范畴往往涵盖了所有类别的突发事故，即包括自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件[2]。董晓峰等[8]认为安全城市首先应具有健全的应急机制和快速处理城市威胁、全面抵抗各类事故和灾害的能力，并且在经济、文化、生态、医疗、资源等方面均应保持动态稳定的和谐状态；郭再富[2]认为安全城市的主体、环境、资源、制度、文化应共同作用、互相配合，推动建立完善的应急机制并具备综合应急能力，以将城市风险控制在可接受水平，使得城市时刻保持安全状态；张翰卿[9]认为应将安全城市视为1个系统，安全城市规划与建设具有安全组织体系、安全空间系统和安全城市规划模式3个层面。

安全城市理念本质上是以人为核心的安全理念，人既是安全城市的建设者、规划者、参与者和受益者，也是城市的破坏者和城市安全事故的受害者。因此，从广泛的角度而言，安全城市理念关注的是以人为核心的综合性城市安全问题，理应包含城市公共安全的每个方面。

1.2 安全城市基础理论的研究动态

面对安全城市问题，近年来，安全城市相关研究在基础视角、理论方法、系统模型3个层次上展现出一些创新。

1.2.1 重新认识安全城市的新视角

现代城市安全问题是典型的安全一体化问题[8]，即城市各个系统遭受的安全风险来源于蓄意风险(“security”风险)和意外风险(“safety”风险)2个层面。因此，智能时代下的安全城市研究首先解决的是认识论的问题，即重新认识安全城市的性质、特点、范畴、结构、功能、发展趋势等，是对安全城市这1研究领域客观认识的凝练和概括。

1.2.2 指导安全城市实践的新方法

1)引入了系统安全理论与方法，指导安全城市研究与持续改进。在系统论指导下，对安全城市系统和子系统进行全方位分析和研究，在此基础上，将系统论的综合集成方法与城市安全管理方法相结合，形成包括工程技术、教育、法制、经济和文化在内的“4E+C”城市安全对策[10]，或是从城市安全能力考虑，综合集成城市安全防御、防护措施、自我保护、鲁棒性、遏制能力和可靠性作为城市安全内容[11]，由此开展安全城市研究与建设。

2)引入安全信息方法和理论，从城市安全数据、安全信息和安全情报等角度，开展安全城市信息化和安全城市智能化方面的研究与实践。例如，王秉等[3]提出的信息驱动、情报主导的城市安全管理体系，光夏磊等[12]从安全情报的视角构建的情报主导的智慧城市安全管理系统，均属于安全信息方法在安全城市研究中的应用。

1.2.3 构建安全城市新系统模型

近年来，城市安全系统的优化和模型构建受到了技术发展和智慧城市建设的影响。学者们从理论角度出发，采用系统思想对城市安全的各个系统进行分析和梳理，在明确其功能和特点的基础上，纳入新技术、新系统和新功能，从而对城市安全体系进行重新架构和优化调整，提出了新的城市安全系统模型。根据所针对的研究对象层次的不同，智能时代下的安全城市理论模型大致可分为2类：1)面向城市安全系统优化与发展，这类模型的核心思想是在遵循已有的城市安全系统结构或城市安全组织机制的基础上，融合新的理论思想、方法或原则，并利用新一代技术手段予以实现；2)面向城市安全系统变革与创新，这类模型的核心观点是一些传统的城市安全基础要素所具有的结构、功能等均已发生改变，亟需寻求自我变革和调整。

1.3 智慧安全城市的研究发展动向

面对城市这1复杂巨系统，现代安全城市实践亟需解决当前困境，安全城市研究也需要统一视角并形成完善的研究体系。为此，本文作者立足于当前安全城市研究新发展，面向智能时代下的安全城市发展需求，提出智慧安全城市作为智能时代下的城市安全发展新形态和新领域。

如今，在全球范围内已然开启了城市智慧建设之路，建设智能型、智慧型的安全城市已经成为时代演进下的必然方向。智慧安全城市是当代安全城市理念与智慧城市理念的融合，是智能时代下的安全城市建设与发展新形态。其中，智慧城市理念诞生至今，研究者和实践者们在系统科学思想指导下和技术发展的支持下，探索出了从万物互联、现实映射、态势感知到科学预测、实时决策的智慧城市建设进路，为安全城市的智慧化建设提供了方法指向，并将催生出一系列的城市安全智能建设成果。在此基础上，各类城市安全系统相互连接，不断融合新的智能安全部件与系统，促使城市安全系统持续巨化。在城市安全智能建设成果与城市安全系统的支持下，智慧安全城市的核心职能仍在于常态与非常态下的城市安全运行和管理，其关注包含事故灾难、自然灾害、公共卫生事件和社会安全事件在内的城市安全事件之间的关联性及复杂演变，和城市各类安全风险与事故的预防、控制与消除，以及城市安全实践的持续改进。

智慧安全城市的发展与建设将深刻改变城市中的安全生产方式，提高人们的生活安全水平与保障，并改变城市安全运行中的个人、组织、企业、政府、社会等安全主体在城市公共安全问题上的互动方式，从而改变过去的城市安全主体单一化的情境。并且，新一代信息技术与智能科技所主导的万物互联思想将促进城市各个安全子系统互相连接，并集成每一项城市安全基础设施从而形成一体化的安全感知网络。在此基础上，综合集成大数据技术、数值计算方法、模型、系统等形成城市公共安全大数据共享与分析平台，能够对城市各个系统安全状态进行整体感知、建模、分析、集成和处理，从而帮助城市安全管理者和决策者们全方位快速准确地掌握城市各个系统安全发展动态，并有效发挥安全数据驱动作用，从而支持各项安全领域中的具体实践，保障城市在信息化、智慧化变革与发展中长期具有安全稳定性和可持续发展能力。

2 未来智慧安全城市的基本内涵展望

一直以来，安全城市都是1个典型的跨学科领域和典型的复杂巨系统。正因如此，众多研究者和实践者主张采用大安全观(包含了系统科学观和系统科学思维)和系统科学理论及方法，认识、研究并解决现实中的安全城市问题[1-3,8]。因此，就研究领域的性质而言，智慧安全城市属于典型的跨学科的综合型、交叉型的研究领域。就研究内容而言，智慧安全城市本身是1类复杂巨系统甚至是超巨系统，研究内容属于安全科学与系统科学和工程科学等的大交叉范畴。鉴于此，本文作者从大安全观的视角出发，认为智慧安全城市的基本内涵如下：

1)智慧安全城市关注的是城市大安全问题，即城市安全一体化问题。智慧理念和安全城市理念引导着城市安全智慧化演进，涉及到了城市中的社会稳定、政府治理、经济发展、工业生产、生态资源、医疗健康、基础设施等关乎城市居民生活安全保障的每一个领域，并且更加重视从全生命周期出发，对城市安全规划、城市安全建设、城市安全运行管理、城市应急监管等城市安全领域进行统筹性建设与集成发展。在城市安全一体化视角下，城市安全问题涵盖了上述领域中的所有“safety”问题和“security”问题，且2类问题紧密交织、互相转化、结为一体，共同被纳入城市安全一体化范畴。举例而言，城市安全问题不仅包括工业生产灾难、自然灾害、城市生命线管网事故、建筑火灾等传统意义上的“safety”问题，也包括社会舆情、网络暴力、城市治安、网络数据攻击等“security”问题。

2)智慧安全城市本质上是1类复杂巨系统，研究与发展智慧安全城市涉及到1系列的复杂巨系统问题，需要采用系统科学理论与方法予以解决。从系统的角度而言，智慧安全城市中存在安全物质、安全能量、安全信息、安全制度和安全文化等城市安全要素，城市内安全要素与要素之间、城市内安全要素与城市外界安全要素之间存在相互关联、相互作用、相互渗透等复杂关系。在智慧安全城市系统内，各个城市安全要素保持动态发展和持续演变状态，共同维持城市安全系统的整体平衡，城市安全问题则是由于在城市安全系统局部或是全局出现了扰动、动荡甚至是崩溃。并且，智慧安全城市中的城市安全问题本身具有不确定性，且随时间和空间发展而动态演化，并具有跨领域、跨主体等复杂问题特征。因此，不论是从智慧安全城市系统本身出发，还是从智慧安全城市所涉及的安全问题出发，智慧安全城市具有明确的开放性、复杂性、动态性等复杂巨系统特点，智慧安全城市所研究的城市安全问题则是1类复杂性系统科学问题。

3)智慧安全城市遵循从数字化、信息化、智能化到智慧化的建设路径，全面开启数字互联、实时感知、科学决策、持续改进的城市安全发展新进程。在智慧安全城市中：①以移动互联网、智能终端等为技术支撑所构建的各类城市安全基础设施系统和信息系统，为各项城市安全活动提供有价值的安全数据或信息，从而支持智慧安全城市数字化发展；②依托新一代信息技术的广泛普及和使用，促进智慧安全城市网络化、信息化建设，使得各类城市安全要素以数字形式汇聚城市安全信息空间中，从而构建全面映射、实时感知的城市安全网络，增加智慧安全城市发展的操作空间；③以城市安全物理空间、社会空间、基础设施空间、自然环境空间和信息空间为构成的城市安全多维结构已经形成，城市安全信息资源成为城市安全基础资源，城市安全管理者与建设者比以往更加重视在安全预测、安全决策、安全执行等城市安全活动中处理、分析与使用安全信息，城市安全信息成为城市安全智能化发展的核心要素；④知识赋能仍是城市安全建设主要趋势，在多维、多元的城市安全结构中，以城市安全专家、学者、城市安全管理者与实践者、城市居民为重要构成，形成了全民参与、知识融合、跨界协同的智慧安全城市发展模式，有助于构建城市安全智库、城市安全科研平台、城市安全教育平台等城市安全知识系统，并通过安全知识创新、知识成果转化、安全科教普及等方式支持城市安全智慧化建设与持续改进。

4)智慧安全城市在发展形态上体现出全面融合的新特点。主要表现为：①在大数据思维下，来自城市系统内外、不同领域、不同系统的海量安全大数据被收集、处理与分析以支持各项城市安全活动，并依据不同的城市安全需求提供不同的安全情报产品。在安全大数据处理与分析过程中，可根据安全数据融合、安全信息融合、安全知识融合、安全情报融合的顺序[13]，逐步实现城市安全大数据向城市安全情报产品的转化；②城市安全问题涉及多个城市安全领域，呈现出牵一发而动全身的特点，需要在各个城市安全部门和组织之间形成多元协同的工作机制，实现安全业务融合；③城市安全系统是城市安全运行与城市安全建设的基础单元，在智慧安全城市中，安全人员、安全物质、安全设备、安全环境、安全信息、安全管理、安全文化等城市安全系统要素之间相互融合、相互组合，形成各类城市安全子系统；④数据互联的大环境下，各类城市安全系统、部门和组织之间逐渐形成资源共享、跨界协同的业务机制，各方所需的安全数据或信息具有更强的时效性和精准性，需要建立集安全信息资源、安全智力资源、安全物质资源等为一体的综合性安全资源融合体系，从而实现智慧安全城市开放型、协同型、共享型和生态型发展。

5)智慧安全城市的核心在于构建信息驱动、情报主导的生态型城市安全体系。安全信息作为安全管理中的基础要素，在信息时代下愈发凸显其核心价值，并有了“安全信息是通往安全的必经之路”这一安全科学理念[10]。此外，对安全信息的进一步处理，即，将安全信息转化为有价值的安全情报，是现代安全管理在信息化的基础上趋向精准化、智能化乃至智慧化安全管理的又一关键之路[10]，并且，运用安全智力资源从安全信息中获取安全情报这一过程本身是安全智慧的表现。基于此，智慧安全城市作为现代城市安全领域在信息时代下的新发展，在以新一代信息技术和智能技术为技术核心的基础上，应当有效地组织、配置、利用和回收城市系统内外的安全信息资源，从而形成健康可持续的城市安全信息生态，并从海量的安全数据或信息中提取出与安全需求相匹配的安全情报，以帮助城市安全建设者和管理者掌握准确的城市安全状态并及时做出科学、正确的安全决策。

毫无疑问，大安全视角的引入为初步理解智慧安全城市提供了1个系统性的整体视角，并由此确定了未来智慧安全城市作为1个复杂巨系统所具有的独特内涵与特点。在大安全视角下，智慧安全城市所涉及的城市安全要素之间复杂关联，城市安全问题总体呈现出一体化的特征，智慧安全城市在内在结构和发展形态上则表现出数字互联、协同共享、全面融合、信息驱动、情报主导等新特点。总体而言，城市安全信息化既是智慧安全城市适应时代发展的必然选择，也是通往城市安全持续化发展的必经之路，其中，泛在、智能的城市信息化背景为发展智慧安全城市提供现实基础和技术支撑，安全信息将成为智慧安全城市的基础资源之一，安全信息与安全情报将成为未来智慧安全城市中“智慧化”的关键要素。

3 未来智慧安全城市的基础理论体系展望

由上面的综述可知，现有的智慧安全城市的基础理论研究仍然非常不足，智慧安全城市基础理论缺乏从根本性和系统性层面去构建，而且还没有很好用于指导智慧安全城市的建设。下面参考吴超[14]提出的14个有价值的城市安全系统学理论基础问题，构建未来宏安全视域下智慧城市安全的基础理论体系结构模型，这里所说的宏安全视域即包括safety、security、sustainability 3者一体化的视域。智慧安全城市是1个复杂巨系统，从系统的要素和特性出发，以下这些问题是至关重要的：

1)观念和视域。智慧安全城市基础理论体系的构建需要从最顶层的观念和宏安全视域开始，而观念的核心是人们需要敬畏自然和社会系统的安全本体规律和认识到人类自身的局限性问题，即处理好安全本体论与安全认识论的辩证关系问题；智慧安全城市的视阈宽阔与狭隘、短期与长期行为等，决定了人们建设智慧安全城市的可持续问题，全生命周期和全球视野对智慧安全城市可持续发展建设尤其重要。

2)内外关系。尽管智慧安全城市本身是1个复杂巨系统，但在全球视域之下其也是1个子系统，任何智慧安全城市都是在国家地区乃至全球之内，智慧安全城市需要与外部保持有人员、物质、经济、能量、信息、文化等等各种要素的正常输入和输出，即处理好智慧安全城市的内外关系问题。如果把城市作为微系统、国家地区作为中系统、全球范围作为宏系统，则智慧安全城市要保持安全运行，很关键的问题是3个系统之间的匹配和耦合，需要保持好输入和输出的平衡。

3)内部关系。智慧安全城市内部可以分解成无数多个子系统，各子系统之间的平衡和耦合及其安全至关重要，即系统内部之间的关系问题。而在众多的系统内部关系中，持续、智慧、公共服务、多系统、大安全一同考虑，安全监管和安全自组织一同考虑，本质安全和基础设施安全一同考虑，上述“三同时”至关重要。

4)要素或途径。智慧安全城市的要素非常之多，但在众多的要素中，工程实施重韧性，应急系统必不可少，让系统整体趋向正安全涌现，运用好海量大数据信息和提取有效安全情报实现精准安全，坚持人-物-环-治(治理)等各要素并行、由科学-技术-教育-文化各要素统领，这些都是智慧安全城市的关键要素和建设途径。

5)方法或对策。智慧安全城市的研究方法很多，但从匹配的视角看，由于智慧安全城市是1个复杂巨系统，其最为匹配的研究方法是复杂性理论和方法。安全复杂性科学是21世纪安全科学的新高地[15]，对智慧安全城市的基础理论具有支撑作用；在众多的安全研究方法中，控制智慧安全城市的风险不确定性有赖于精准安全来破解，由精准安全可以延伸出一系列新的安全科学技术分支，如安全计算科学、安全情报学、精准安全控制技术等。

这些问题的关键词及其中英文表达如表1所示。根据表1中各模块的内容和逻辑关联，可以作出图1所示的宏安全视域下智慧城市安全的基础理论体系结构模型。

图1 宏安全视域下智慧安全城市的基础理论体系结构模型(图中各符号的意义与表1对应)Fig.1 Basic theoretical system architecture model of smart and safe city from perspective of safety &security (meaning of each symbol in Fig.1 corresponding to Table 1)

表1 未来智慧安全城市基础理论体系研究内容的关键词及其中英文表达Table 1 Key words and Chinese vs English expressions of research contents on basic theoretical system of future smart and safe city

4 结论

1)进入智能时代，在智慧城市发展热潮下，安全城市实践迎来了全新的机遇和挑战。城市信息化既是安全城市所立足的现实背景，也是安全城市实践和发展不可缺少的基础条件。信息港、信息高速公路为安全城市实践开辟信息通道，数字城市整合城市安全信息基础资源，为安全城市的信息化实践提供关键技术和基础设施平台。

2)安全城市的内涵非常广泛，安全城市定义趋向于大安全的范畴发展，即安全城市包括了灾害安全、城市自身的传统安全和非传统的新安全等问题，但不同城市不同时期安全城市的发展有着不同侧重点，因此不必寻求统一发展模式。

3)目前安全城市的主要研究视角有基于系统的视角、大安全的视角和信息引领的视角，上面3者的综合是未来安全城市基础理论研究的必然，即安全城市的研究必须从大安全的视角和系统整体的思维方式，并以信息科技为主要途径。

4)智慧安全城市在未来将得到全面和系统的建设，智慧安全城市的构建需要有前瞻且顶层的系统精心设计，一般可以从智慧安全城市的核心概念出发，有效利用高新科技，依据系统的层次和结构框架模型有序开展建构。

5)未来智慧安全城市的发展必将使系统越来越复杂，传统和非传统安全问题交织在一起，智慧安全城市建设要在具有足够前瞻和系统的基础理论研究之上，要充分预见智慧系统本身带来的新安全问题和未知新风险新隐患。

6)复杂巨系统智慧安全城市的安全基础理论体系包括观念和视域、智慧安全城市系统的内外耦合和输入输出平衡、智慧安全城市内部各子系统和组分的匹配和协同、智慧安全城市的主要要素及途径研究、智慧安全城市的研究方法等，上述内容是智慧安全城市核心基础理论研究课题，必须得到充分的重视。