【学术动态】面向“智慧韧性城市”的数智化转型与规划技术应用 | 2025年第5期

1.研究背景与意义

城市韧性的构建尤其依赖于对风险的实时感知、高效的应急调度以及事后的学习适应能力，作为当前城市规划研究的前沿方向，“智慧韧性城市”（smart resilient city） 旨在融合新一代信息技术与调度系统，以数智化工具赋能，强化城市应对突发事件的全周期韧性能力；以数字经济、数字基础设施及城市数字孪生，形成提升经济活力、优化产业结构与推动系统协调的关键力量。系统梳理“智慧韧性城市”的理论逻辑、实践路径与挑战，对指导城市高质量可持续发展具有重要价值。

2.数智化赋能城市韧性的理论基础与耦合机制

2.1 理论逻辑的梳理：从线性支持到内生驱动

数智化工具对城市韧性的赋能已演变为内生驱动力，从宏观数字经济与微观技术机制两个层面，重塑城市应对风险的能力。

首先，在数字经济驱动层面，数字经济被视为推动城市高质量发展和提升综合韧性的关键力量。其核心机制在于：①要素重构：数智技术将数据要素化，实现信息、知识和资本等生产要素的跨界、实时、低成本流动，极大地提高了资源配置效率和城市系统的冗余度，增强了经济系统的弹性。②结构优化： 数字经济通过促进产业结构升级和产业结构合理化，催生新兴业态和商业模式，减轻了城市对特定脆弱产业的依赖，从而间接提升了城市在外部冲击下的经济恢复能力。

其次，在技术创新机制层面，数智化工具通过“感知—决策—行动—学习”闭环支撑韧性功能：①实时感知与预警：：物联网（IoT）、大数据分析和传感器网络提供了对城市运行状态（如交通、环境、基础设施荷载） 的实时、高精度监测，实现风险的早期识别和精准预警，这是韧性城市“吸收”（absorption） 和“准备”（preparation） 阶段的核心能力。②动态决策与调度。数字孪生（urban digital twin, UDT） 作为城市在虚拟空间的精确映射，结合人工智能和优化算法，能够对突发事件的演化进行模拟和预测这为城市管理者在危机爆发时提供科学、动态的应急决策支持，提升了城市的“适应”（adaptation） 能力。③学习与反馈：数智化工具记录并分析城市在灾害和危机中的响应数据，将经验转化为知识和算法，嵌入到未来的规划和治理流程中，实现了城市系统的“学习”（learning） 和长期进化。

2.2 数智技术与城市韧性的耦合协调分析

数智技术与城市韧性是相互影响的耦合协调系统。基于我国285个地级市的实证分析显示，2012—2021年间二者发展水平及耦合协调度持续上升，表明数智技术正有效转化为城市应对风险的能力：

（1） 驱动要素：数字基础设施建设水平和社会韧性被识别判定为影响数智技术系统与城市韧性系统耦合协调水平的关键驱动因素。数字基础设施是数智化工具发挥作用的“底座”，而社会韧性则保障了技术应用与社会治理的有效结合。

（2） 中介机制：针对城市经济韧性，数字基础设施的提升效应并非直接实现，而是通过经济活力、产业结构升级和产业结构合理化等途径发挥中介作用。这意味着数智化赋能韧性不是简单的技术堆砌，而是一个系统性的、多层次的结构优化过程。

3.数智化工具在城市韧性构建中的应用

3.1 城市数字孪生（UDT）：韧性规划与应急决策的核心框架

UDT构建了与实体城市实时同步的虚拟空间，改变了传统韧性规划与应急管理范式。在韧性规划阶段，UDT整合多源数据，提供情景推演能力，评估设施脆弱性并优化功能布局，增强事前准备能力。在应急响应阶段，UDT成为协同调度枢纽，整合AI算法动态调整救援路径。在马泰拉案例中，UDT用于优化疏散路线与污染物监测，实现动态响应。UDT打破数据壁垒，提升了系统协同韧性。

3.2 智能信息技术集群与新基础设施的韧性赋能

除了平台级的UDT，以大数据、AI、IoT为代表的技术集群构成城市灾害韧性的技术集合。在风险感知方面，IoT与AI实现高精度监测与异常检测，提高早期预警能力。数字基础设施本身也成为经济韧性核心要素，通过优化经济活力与产业结构促进恢复能力。这些工具服务于智慧韧性城市整体框架，强调技术与社会要素结合，实现系统韧性目标。

4.韧性规划治理数智化转型面临的挑战

4.1 技术与数据整合层面的主要障碍

UDT 等系统面临数据与系统整合难题：一方面，数据获取与互通挑战突出。城市系统数据碎片化严重，阻碍信息共享与协同）。另一方面，技术规范与可靠性体系缺乏，制约UDT推广应用。缺乏统一建模标准与验证流程影响模型可靠性。系统对网络的高度依赖也构成新风险点。

4.2 规划与社会治理层面的深层问题

数智化转型本质是治理变革，主要面临以下阻力：①韧性要素在智慧城市规划中整合不足，往往侧重技术效率而忽视社会维度。规划实践未能充分实现跨学科协同与多元共治。②社会公平与数字鸿沟问题突出。技术若集中于优势群体，可能加剧不平等，边缘化弱势群体。导致社会弱势群体在突发事件中的信息获取和应急响应能力进一步被边缘化，与韧性城市所追求的包容性目标相悖。③制度保障与财政投入不足制约发展，需协同优化治理结构。如果没有制度层面的协同优化，数智化工具将难以在不同治理主体间有效运行，最终无法形成可持续的韧性驱动机制。

5.总结与展望

5.1 主要研究结论

数智化工具在城市韧性构建中的作用基本可概括为“技术驱动、系统耦合、治理重塑”三个维度：①技术驱动的范式转型： 数智技术已从外部辅助工具转变为城市韧性提升的内生驱动力，通过要素重构和结构优化，与城市韧性形成了耦合协调的系统关系。②核心工具的实践应用：以城市数字孪生（UDT） 为代表的平台级技术，已成为实现全周期韧性管理的核心技术框架。UDT通过实时映射、模拟和优化算法，显著提升了城市在灾前风险预测和灾中协同调度能力。③治理模式的深度重塑：智慧韧性城市的实现，本质上是治理的现代化。它要求技术应用必须与包容性、利益相关者协作等社会治理要素相结合，并依赖于健全的制度保障和合理的公共财政投入。

5.2 未来前沿议题

构建韧性治理的综合框架与规范： 构建“技术–数据–制度”耦合框架，建立UDT 通用标准与评估体系。深化技术应用的社会伦理与包容性研究：探究数字鸿沟与伦理风险，确保技术赋能的普惠性，实现包容性目标。

参考文献：

[1] ALMULHIM A I. Building urban resilience through smart city planning: a systematic literature review[J]. Smart Cities, 2025, 8(1): 5.

[2] ZHANG J, YANG Z, HE B. Does digital infrastructure improve urban economic resilience? evidence from the Yangtze River Economic Belt in China[J]. Sustainability, 2023, 15(19): 14289.

[3] MAZZETTO S. A review of urban digital twins integration, challenges, and future directions in smart city development[J]. Sustainability, 2024, 16(19): 8337.

[4] DEREN L, WENBO Y, ZHENFENG S. Smart city based on digital twins[J]. Computational Urban Science, 2021, 1(1): 4.

[5] DE BENEDICTIS R, CESTA A, PELLEGRINI R, et al. Digital twins for intelligent cities: the case study of Matera[J]. Journal of Reliable Intelligent Environments, 2025, 11(1): 6.

[6] SAMARAKKODY A, AMARATUNGA D, HAIGH R. Technological innovations for enhancing disaster resilience in smart cities: a comprehensive urban scholar’s analysis[J]. Sustainability,2023, 15(15): 12036.

[7] SHI Y, ZHANG T, JIANG Y. Digital economy, technological innovation and urban resilience [J]. Sustainability, 2023, 15(12): 9250.

[8] 徐雪松， 闫月， 陈晓红， 等. 智慧韧性城市建设框架体系及路径研究[J]. 中国工程科学，2023，25(1): 10-19.

[9] 毛丽娟， 夏杰长， 刘睿仪. 数字技术与城市韧性耦合: 基于我国285个城市的实证分析[J].河海大学学报（哲学社会科学版）， 2024， 26(2):95-106.

（供稿：胡晋源，同济大学建筑与城市规划学院硕士研究生；卓健，同济大学建筑与城市规划学院教授）

扫描二维码下载全文

官网链接：

https://upforum.tongji.edu.cn

投稿链接：

http://cxgh.cbpt.cnki.net

邮箱：upforum@vip.126.com

电话：021-65983507

原文始发于微信公众号（城市规划学刊upforum）：【学术动态】面向“智慧韧性城市”的数智化转型与规划技术应用 | 2025年第5期