新冠肺炎疫情仍在蔓延，給全球帶來嚴峻挑戰。面臨這樣重大的應急事件，公眾健康、城市規劃建設、應急治理以及可持續發展成為廣泛討論的議題，城市韌性理念因此備受關注。
城市化浪潮下的人口流動和聚集，極大加劇了公共衛生環境的風險。每座城市的應對與恢復表現，都反應出其物理佈局、管治部署、社會協調的狀況，而提升城市應對與恢復的綜合實力，正是韌性建設的要義。
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作為全球工程顧問，Arup奧雅納結合以往國際韌性城市規劃、設計與管理方面的理論基礎與成功實踐，以當前疫情為警示推出系列專題，與業界和城市管理者共同探討覆蓋城市多重系統的韌性規劃。
1.什麼是城市韌性
根據ARUP奧雅納與洛克菲勒基金會於2013-2018年合作開展的研究，城市韌性定義為城市（個體、社區、機構、商業體或系統）在遭受到任何持續慢性的壓力或突然的災害衝擊時生存、適應並發展的能力。我們對城市和基礎設施的規劃、設計和管理思路需要充分認識到未來的不確定性，充分考慮系統之間的相互關係，從而採取一體化的規劃以及更具適應性的管理方式。
© Arup
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ARUP奧雅納《城市韌性指數》出版物
2.韌性城市優勢
相較於傳統的「災害風險管理」理論，韌性城市設計理論具備如下優勢：
| 傳統災害風險管理 | 韌性城市設計 |
| 重點聚焦極端事件(Shock)，更針對災害應對 | 主張風險不只包括不頻發的重大衝擊，更事關日常壓力(Stress) |
| 習慣於用歷史的大數據預測將來。災害風險隨時間推移有所變化，一些具體災害的風險變化是非線性的 | 能夠管理「已知」和「未知」，「常態」和「非常態」，而韌性是降低風險和應對「未知」的新方法 |
| 傳統安全理論注重以「失效-安全」為基礎的本質安全 | 更注重「安全-失效」，因為相較於「失效-安全」系統，有更多途徑導致「安全-失效」 |
| 傳統針對建築單體和區域的風險理論在設計伊始先確定風險規範要求等級（下圖綠色實線），因此需要採取相應的技術措施將風險降低。但隨時間變遷，風險逐漸變大（下圖紅色虛線），到達某個時間點時風險會超過臨界值，這對於建築來說往往指的是設計壽命 | 對於城市，如果未採取干預的技術措施，風險會越來越大（下圖紅色虛線）；韌性設計則需要在生命週期內數次進行干預和控制，降低風險使其始終在設定可接受風險值之下（下圖藍色實線） |
數據來源 © Thames Estuary 2100 Plan |
數據來源 ARUP奧雅納 © Arup |
| 傳統理論將風險定義為災害概率和暴露程度的方程 | 城市級別需要多考慮一個脆弱性的維度，即將風險視為災害概率、暴露程度和脆弱性的方程。隨著城市的複雜性的提高、數字化和網絡的發展，人們對於風險的可承受能力不斷降低，即城市脆弱性不斷提高，因此城市需要更有韌性和自我調節、自我適應和自我學習的能力，以快速應對多變的風險和未知的非常態 |
| 基於風險的設計/工程： | 基於韌性的設計/工程： |
| • 以輸出為導向
• 設計以承受某些特定災害 • 關注特定物業的財產損失 • 關注保護失效（以預設模式）或通過降低暴露程度和脆弱性來減輕災害後果 |
• 以效果為導向
• 設計考慮不同情況下保證功能運行 • 關注功能喪失和社會影響 • 管理關注於承受災害的能力或者災後快速恢復、適應新需求及潛在革新能力 |
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3.韌性城市理論框架
城市複雜系統的相互關聯性
城市韌性依賴於城市中多種系統和耦合系統的累積和持續韌性。城市基礎設施系統通過規劃、設計、建設、運營和維修為城市韌性提供功能保障和支撐；同時基礎設施系統及其功能依賴於城市韌性。系統之間的相互關聯性，是評估系統和子系統韌性的重要考量因素。如2017年8月襲擊美國德克薩斯州的颶風哈維導致電力中斷，進而引起城市基礎設施的連鎖失效，就是一個系統之間相互關聯、密切耦合的鮮明例子。
此外，在考慮城市作為複雜系統的韌性時，還應考慮更大範圍的流域邊界內其他城市、河流、道路、人員流動、基礎設施對該城市韌性的影響。
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城市通過韌性方式應對壓力/衝擊
在城市系統常態下，可以通過增強其構成系統之間的相互關聯性，使其達到新的常態。在受到壓力和衝擊下，城市可通過3種韌性方式快速恢復，如下圖所示：
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1.預防失效。通過風險管理措施，使系統之間產生新的關聯，或變換系統之間的關聯性，使系統適用這種新關聯，並回到常態；比如採取更具適應性的設計、具有前瞻性的規劃、營造安全文化等。
2.加速恢復。在壓力或衝擊作用下，當系統關鍵相關性失效後，通過引入中間相關性系統，使崩潰的系統或組件加快恢復，回到常態，或者提升達到新常態；比如建立獨立的恢復系統、提升對緊急狀況的反應能力、建立應急響應等。
3.轉換性能。增強系統的相關性，提升系統反應能力、學習能力並得以增長，達到新常態；比如增強多元性、提升耐用性、進行冗餘備份、降低需求、提升整體規劃、重視生態系統服務、優先應急準備等。
城市韌性評價指標體系
ARUP奧雅納在城市韌性理論和實踐方面進行了前沿研究。2013-2018年間，ARUP奧雅納與洛克菲勒基金會合作，推出一套評價城市韌性的完整方法體系：城市韌性指標法（City Resilience Index，簡稱CRI）。
這一方法包含4個維度、12個韌性城市目標，並進一步細化為156個評價項目，致力於為全球城市的治理者、開發機構、公私營部門提供全面可衡量、可監測、可追蹤的綜合評價標準，幫助城市建立有效的韌性提升計畫。4大維度和12個韌性城市目標如下圖所示：
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其中4個維度側重反映了韌性系統的可反饋調節性、穩健性、富餘性、靈活性、資源可利用豐富性、包容性以及協調性等7大特點。
具體評價過程可分六個步驟：
1. 列出城市系統及子系統的具體描述；2. 利用CRI指標體系對156個指標進行打分；3. 得出城市韌性的初步評價結果；4. 根據評價結果確定薄弱項和需要進行加強的領域；5. 提出整體建議；6. 根據整體建議落實總體規劃和具體韌性技術方案。
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我們提出的CRI很大程度上基於韌性城市本身特質，從公共管理和城市治理的視角分析得出結論。城市治理強調城市中各利益主體共同參與城市的公共事務管理，以建立多中心和多元主體的城市治理結構。此外，還強調從韌性工程和技術層面提高基礎設施的韌性，從而提升城市韌性。
4.營造韌性城市的核心建議
新冠疫情引發的社會危機，也為城市管理者、規劃者、設計者、建設者以及參與者提供了從風險到韌性思維的轉換契機。中國城市化進程不斷加快，需要建立強大穩健的韌性城市，應對逐漸成為常態的「未知」和「非常態」壓力和衝擊，提高城市對風險和災害的適應性和恢復力，升級城市管理的韌性和包容度。
我們建議：
▲ 1. 進行城市風險普查，建立城市風險賬本
面對霧霾、交通擁堵、垃圾圍城、人口和水資源矛盾等問題，迫切需要對城市風險及應對風險的能力進行普查，建立一套完整的城市風險賬本，為城市風險評估和韌性提升提供重要數據基礎。
▲ 2. 應用「韌性工程」提升城市韌性
韌性工程是指建築系統、結構、基礎設施、組織、人員、社會能夠恰當應對已知和未知壓力的能力。
圖表 © Arup
來源：National Infrastructure Advisory Council, 2010, A framework for establishing critical infrastructure resilience goals: Final report and recommendations from the Council, October 19
韌性工程貫穿於城市規劃、設計、建設、管理的全過程。在城市規劃和設計階段就將韌性工程納入城市系統各個方面，並在城市建設、更新和管理工程中動態地監控、干預和調整，增強交通、供電、供氣、物流、生態、環境、水資源、人員活動等城市子系統之間的相關性。在災後恢復過程中，變事故應對為適應性學習，變輸血式重建為有機恢復，提升城市災後自癒能力。建立城市災害場景重構與推演平台，提升應急準備能力。
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雄安新區規劃設計伊始，ARUP奧雅納就將韌性工程納入啟動區的城市設計，是中國城市韌性工程設計的典範
▲ 3. 關注城市隱蔽工程和生命線系統的可靠性
在災難面前，城市基礎設施、管道、生命線系統是城市安全的最後一道屏障。這些隱蔽工程像城市的血管和神經，是維繫城市功能的基礎。它們之間的相互關聯性、自身可靠性、災害適應性構成了城市韌性。重要城市系統如電力供應、供水、物資儲備等應考慮更充足的冗餘，對於災害脆弱性較差的城市，應與流域邊界內的其他城市建立區域基礎設施聯通網絡，確保大災時城市具有暢通的生命線和區域基礎設施通道體系，如長三角、珠三角、京津冀城市群，可在防災生命線系統上形成網絡化和互動互助的機制和相應的軟硬件配套。
▲ 4. 運用大數據和數字化提升風險監控、指揮和處置水平
在城市運營管理大數據平台基礎上，全面提高包括重大傳染病等各類公共安全風險的監測預警水平，建成綜合減災與風險預測管理信息平台。進一步提高各項災害監測預警、統計核查和信息服務能力，實現公共安全風險管理信息平台與城市應急指揮平台的互聯互通。城市應急指揮系統是政府與公共機構在公共安全事件的預防、應對和善後過程中建立的保障公眾生命財產安全的指揮系統。應急指揮中心承擔較大級別以上突發事件應急處置與救援的綜合協調和指揮責任，並組織協調突發事件的事後評估和善後處理，增強應急決策指揮和協調聯動能力。
▲ 5. 提高物流和供應鏈的保障能力
本次新冠疫情，快遞物流和物資保障是決戰疫情的關鍵。在城市高度依賴物流和供應鏈的今天，其保障能力至關重要。特別是面臨巨大交通壓力的大城市，可以考慮建立地下物流網絡，或地鐵分時物流系統，在空間與時間上與城市公共交通和私人車輛錯開，提高物流的可靠性和保障能力。卡塔爾多哈在中心城區建立的地下物流網絡就是一個範例。
▲ 6. 建立更包容的韌性文化
公眾面對災害的情緒和災後的精神恢復，也是城市韌性的重要組成部分。通過此次疫情，國人整體上很好地展現了有序、專業和敬業的大局觀。對於城市的韌性文化構建，包括提升市民對城市的熱愛和歸屬感、提高對災害的認識、提升全民防災意識、提升應對災害的有序性、提升全民應對災害的參與度和技能、縮短災後情緒恢復時間等。
城市韌性 是一個涵蓋眾多學科的龐大系統，我們將在後續的系列專題中逐一展開，詳細分述其中涉及水、能源、基礎設施、城市空間以及交通等領域的子系統。歡迎就您關注的話題與我們互動，共同探討建立城市韌性的經驗和策略。
作者簡介
孫曉乾 博士
ARUP奧雅納助理董事
中國區消防、風險與韌性業務負責人
陳敏揚
ARUP奧雅納助理董事
中國區規劃和城市業務負責人
余紅霞 博士
ARUP奧雅納副總工程師
北京消防、風險與韌性業務負責人
莊宏曦 博士
ARUP奧雅納助理董事
東亞區韌性城市技術負責人
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