作者信息
席广亮
南京大学建筑与城市规划学院副研究员
中国地理学会城市地理专业委员会副秘书长
甄 峰
南京大学建筑与城市规划学院教授
中国地理学会城市地理专业委员会主任
近年来,我国智慧城市在网络基础设施建设、智能产业、基本服务保障、城市管理服务等领域取得了显著成效。但在这次新型冠状病毒所引起的突发公共卫生事件中,智慧城市所起到的作用有限,尤其是在感染人群流动监测、时空感染风险预警、精准疫情防控与应急服务调配等方面难以发挥作用。面向快速城镇化发展和流动性对疫情防控带来的挑战,笔者尝试从要素流与地方空间协同的角度,探讨智慧化的城市管理和突发安全事件精准防控策略,从多源数据融合共享、智慧大脑与系统平台建设、公共服务资源供需精准匹配、公共卫生安全和国土空间安全智能协同等方面提出思考与建议。
1.城镇化发展与流动性
伴随着城镇化、工业化的快速发展,人员、物资、资金、信息等要素的流动性得到极大的提升。我国的城镇化率从1978年的17.92%提升到2019年的60.60%,伴随着大规模的人口和物资流动过程。国家卫健委发布的《中国流动人口发展报告2018》显示,2017年全国流动人口达2.44亿人,约占全国总人数18%。此外,根据《中国统计年鉴》的数据,2019年全国旅客运输总量为179亿人次,货物运输量为515亿吨,分别为1978年的71.6和20.7倍。
1982-2017年全国流动人口规模变化
(单位:百万人,%)
当前,我国人口等要素流动呈现以下特点:一是人流、货物流等要素流动的规模巨大;二是流动速度快,尤其是跨区域、城乡之间进行着频繁的人员和资源要素流动;三是优势区域的汇“流”特征明显,尤其是人口和要素越来越向京津冀、长三角、珠三角等城市群,以及北京、上海、深圳、广州、南京、武汉等大都市地区高度集中;四是人口流动对城市基本服务配套、城市管理等带来巨大压力。
互联网、物联网、人工智能和云计算等新一代信息通讯技术的快速发展,进一步加速了各类要素的流动过程,网络购物、移动办公、远程会议等移动生活方式成为新的常态,持续提升社会的流动性。一方面,流动性加强了城市区域与外部地区的要素联系,并有助于促进生产生活要素流动、创新扩散和公共资源优化配置。另一方面,对于疫情引发的公共卫生事件防控中,社会流动性需求与病毒区域扩散阻隔、道路和小区封闭等“静态”管控要求相矛盾甚至冲突。如何大数据和智能技术手段,引导流动性与时空环境的有序耦合协同,成为城市区域健康、韧性和高质量发展的关键。
2. 流动性对公共卫生安全和疫情防控的挑战
2.1区域人口流动导致迁移扩散
跨区域和城市的人口流动,增加了病毒携带者在不同地域空间迁移扩散的可能性,也容易导致突发公共卫生安全事件的大规模爆发。从2020年1月10-24日(武汉“封城”前)的百度迁徙大数据来看,武汉人口迁出目的地主要集中在湖北其它地区(占迁出人口69.4%),其次为河南、湖南、安徽、江西、广东等省份。从新冠肺炎实际确诊人数来看,由武汉流入人口较多的省市,相应的确诊人数也较高。疫情区人口向其它区域的流动过程,增加了病毒的迁移扩散机会,也为人口迁入地的疫情防控和应急管理带来挑战。
武汉“封城”之前15天的人口迁出目的地
(图片来源:百度迁徙大数据)
2.2人口集聚和高密度地区更容易发生疫情的接触蔓延
在我国快速城镇化过程中,人口和资源要素不断向城市群、大都市区等优势地区集中,截止2019年我国已有10多个城市人口超过1000万。人口集聚在推动这些地区经济发展的同时,也带来了诸如人口交通拥挤、资源短缺、公共产品供给不足等问题,这些问题在人口密集的都市区尤为突出。从这次的新冠肺炎感染人数来看,湖北以外的重庆、广州、深圳、北京、上海、哈尔滨、温州等大都市最高。这些地区人口高度集聚和城市高密度发展,提高了疫情在人群之间的接触扩散和蔓延扩散可能性。
2.3城市交通流对疫情防控的影响
随着城乡区域之间要素流动性增强,城市群和城镇空间扩展,以及社会经济的发展和居民生活的提升,城市内外部交通联系日益密切,支撑人员、货物自由移动的交通流和机动性得到地理学、城乡规划学、社会学、心理学及经济学等多学科的广泛关注。交通流是城市居民交通出行、货物集散疏运、日常活动和城市空间组织的重要条件和能力保障。以小汽车为代表的快速机动化,以及交通信息化快速发展,在提升城市交通流条件能力的同时,也造成城市道路拥堵、交通环境恶化、汽车尾气污染等问题。在疫情防控中,如何整合多元化交通方式和设施,进行应急交通的智能协同调度,保证道路交通安全、紧急救援、应急物资运输通道畅通至关重要。
2.4日常活动和公共服务的流动性影响
城市中各类生产生活活动和服务的高度集聚,持续重构城市的功能和场所空间。进入信息时代,居民的日常生活和公共服务供给表现出极大的流动性。一方面表现为居民日常的购物、休闲、交通出行、工作等活动,和其他个体社会、建成环境,以及不同等级和尺度的城市空间频繁交互。另一方面在城市公共服务供需匹配和联系过程中,产生了大量的消费出行和物流配送活动。“封城”、“封小区”和“隔离”等防控措施限制人口流动的同时,对居民的基本生活服务需求产生制约和影响,也对居民生活用品配送、应急物资流通等带来不便。以社区为单元的城市隔离模式,造成城市内部道路分隔,配送服务等活动人为地被绕路,相反增加了疫情扩散的风险。如何利用智慧城市手段,进行精准管控,感染人群、有接触史人群和小区严格限制外出的同时,应允许基本生活品配送车辆的自由流动,对疫情感染风险较低的小区则保持正常开放,实现刚性和弹性的结合,是智慧城市应急管理中应当着重考虑的问题。
3.公共卫生事件智能协同与精准防控策略
面向人口流动、交通流、公共服务等各类要素流动性需求,综合应用大数据、移动互联网、云计算、人工智能等新技术手段,增强对流要素的感知、监测、模拟仿真与风险预警,进行公共卫生安全事件应对的智能协同和精准防控,提升城市区域的智慧应急管理和空间治理能力。
3.1推动数据资源融合共享,构建应急管理的智慧大脑与信息平台
数据资源的融合与共享协同。数据资源的集成利用和数据库建设,是智慧城市建设和实现精细化城市治理的重要基础。应借助于互联网、传感器、人工智能和云计算等技术,采集百度迁徙数据、火车班次、客运班次、手机信令等流数据,以及感染人群、接触人群、居民个体健康等疫情数据,并与城市的人口、企业法人、宏观经济数据、地理空间信息等数据融合,面向城市运行管理和应急防控实现数据的共建共享和协同支持。
构建城市安全运行的数字基底和城市信息模型。在对城市要素进行动态监测、各类数据信息资源整合与共享基础上,数字化模拟城市全要素和资源,构建城市智能安全运行的数字基底;基于城市信息模型(CityInformationModeling,CIM)和数字孪生城市技术,系统整合基础设施、公共服务、地理环境和建筑信息等城市空间要素信息,并注重人口流动、道路交通、物资运输等“流”数据的融入,进行区域、城市、社区和小区等不同空间尺度下的应用场景构建,为城市精准防控提供空间信息和系统平台服务。
借助“智慧大脑”建设,实现应急管理的智能决策与管控。所谓“智慧大脑”,是利用大数据、物联网、人工智能等先进技术,为城市交通治理、民生服务、城市精细化管理、区域经济管理等构建一个后台系统,推动城市管理的数字化。在城市日常管理和应急管控中,通过各类智能终端和传感设备对城市运行状况等信息进行全面感知,并将数据信息传输到“智慧大脑”的数据资源管理和计算平台,对城市要素运行进行动态分析、监测预警和风险评估,提升突发事件中的数据信息协同、多元主体参与应对能力,以及应急救援、人员集散、公共服务精准配置和防控管理的科学决策能力。
3.2基于疫情时空传播监测与风险评估,建立综合协调的精准防控响应体系
基于人口流动数据的疫情传播时空分析与动态模拟。利用百度迁徙数据、运营商数据等多源数据,搭建人口流动动态分析与监测预警系统平台,分析人流、物资流特征,重点分析疫情区与其他区域之间人口流动强度、联系网络与结构特征,提取流动人口集聚区域(如商业区、居住小区、工厂、村庄等功能区)和重要集聚节点(如车站、医院等流动性场所),进而根据人口迁移数据进行疫情扩散预测,识别疫情扩散的空间趋势和潜在空间风险,识别病毒感染的潜在风险区域;分析实际感染传播人群的区域分布特征、空间扩散与时空衰减趋势,进行重点城市内部的感染人群时空模拟。
疫情的空间感染风险评价与监测预警。构建多源数据融合疫情感染风险评估系统,利用人口流动、交通运输、感染人群、环境暴露状况等数据,综合评价输入型(人口迁徙)感染风险和蔓延型(通过接触方式)感染风险程度,并进行区域、城市的感染风险等级划分,综合分析模拟疫情感染风险与城市群医疗服务资源配置状况的耦合关系,评估基于不同疫情传播情境的医疗服务设施韧性与潜在的风险。结合不同区域和城市的要素流动(流动人口、货物流等)、基础设施、资源配置(医疗、公共卫生等)、社会经济活力、城镇规模与空间集聚的差异性和动态变化,进行风险传播的不同时空情景模拟和提前预警。
分级分区、综合协调的应急管理和精准防控体系。立足于突发公共卫生安全事件的时空传播特征、不同空间的风险等级差异性,建立“区域—城市—社区—小区”的分级应急管理和防控响应机制;在人流、地理环境、公共卫生安全事件的时空交互关系分析基础上,基于城市区域基础设施、建成环境等韧性变化,建立分区差异化的防控和治理策略。疫情防控中,根据疫情时空传播特征与趋势,制定时空差异化的应急救援、医疗资源优化配置、应急物资调配、人员管控、社区封闭管理等响应策略。
3.3协调人流–设施–空间的动态耦合关系,进行公共服务供需精准匹配
基本公共服务供需的时空协调与动态匹配。依托智慧城市大脑和公共服务管理平台,系统整合基本公共服务、应急保障服务等资源信息,考虑人流集聚及服务需求的变化趋势,从人、地关系协调理论出发,加强对公共服务资源供应和需求耦合性的时空动态分析和预测,分析突发事件下公共服务的设施可利用性、交通可达性和服务时效性分析,模拟不同防控管理情境下公众的服务需求变化,实现公共服务和应急物资的精准配置与调度。应对社区隔离与封闭管理等极端状况,充分利用智慧社区平台,整合社区政务服务、生活服务等资源,为居民提供医疗、购物、教育、工作、家政服务、社区联防等服务,通过智能化的手段实现社区人员管理、公共服务和应急保障。同时,利用无人驾驶汽车、无人机、人工智能等未来技术,加强“无接触”配送、无人驾驶交通服务、机器人救援等无人化服务场景应用。
根据人员流动与物资调配需求,建立联动协同的应急交通智能调度系统。区域交通层面,整合各类交通资源,加强区域交通联动协同,建设智能化客运枢纽,实现枢纽内多种运输方式资源的优化配置,促进多种运输方式之间的运力匹配、综合协调,并根据区域人口流动变化趋势和防控管理要求,实时进行运力调配与人员疏散。城市交通层面,建立智慧交通应急管理与综合服务调度指挥平台,并根据城市内部应急救援、物资运输调配、人群集散等需求,进行关键数据高效汇总、城市紧急交通调度、应急物资精准投放、交通信息发布与共享等工作。首先,将道路封闭和公交停运、医疗急救、应急物资运输等信息和数据资源及时接入智慧交通系统,实现应急交通信息的整合与动态更新;其次,保障应急救援通道畅通,应急车辆的实时调度与运行路径动态规划,保障应急资源快速到达现场,全面提升公共安全事故的交通智能调度与配置能力;第三,根据防控隔离的动态信息,实时调整公共交通运行时间、线路和班次,并提供订制化交通和出行服务。
智慧诊疗与医疗资源动态配置。整合医疗资源、公共卫生服务以及居民健康、就医等数据,搭建统一的医疗卫生服务和健康监测服务系统,进行医疗设施供给能力和医疗资源服务能力的动态跟踪管理,进行个体健康的动态监测、评估和疾病早期预警,综合研判病毒感染、医疗基础设施保障短缺等风险,并进行风险预警、就医预警和应急响应。疫情防控中,建立感染人群分类分区与医疗服务机构分级诊疗的耦合关系,进行医疗资源的综合协同调控,避免就医中的“挤兑”现象,根据不同区域感染人群数量及诊疗需求,进行医疗设施的智能调配,并与智能交通调度协同来提高病人就医的可达性,提高医疗资源的共享性和服务效率。
3.4建立公共卫生和国土空间安全的智能协同机制
以数据信息融合为支撑,实现公共安全和国土空间安全的一体化监测与预警协同。以整合公共卫生、医疗资源信息和地理空间信息数据为基础,将公共卫生安全信息纳入国土空间规划实施监督管理系统,全方面、实时动态获取更新涉及公共卫生安全的信息,实现公共卫生安全和国土空间安全的一体化监测。综合评价公共卫生安全动态变化对“三生”空间以及山水林田湖草生态系统安全性的扰动,对国土空间安全的潜在风险进行预警,仿真模拟不同国土空间演变格局下的公共卫生安全风险变化的可能情景,建立公共卫生安全与国土空间安全的双向预警与协同管控机制。
加强国土空间规划中的应急空间预留与生命安全基础设施建设。在各级国土空间规划中,考虑应对传染病疫情的大型医疗设施、隔离空间的需要,并纳入到国土空间规划当中进行空间预留,大型体育场、会议会展中心、酒店等公共设施以及大型公园等开敞空间规划建设适当预留弹性,在突发公共卫生事件中可用作应急医院、避难与隔离场所。同时,应注重通风廊道、应急救援通道、应急交通设施、应急服务等设施的空间配置和规划建设,完善应急设施保障体系,提升国土空间的安全性和韧性。
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原文始发于微信公众号(中国地理学会):智慧应急管理:流动性视角下公共卫生事件协同应对策略思考( 文|席广亮、甄峰 )