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文檔簡介

韌性理論與韌性城市建設(shè)了解安全韌性的定義及其特性掌握系統(tǒng)安全韌性的定義、概念框架及其評估方法了解韌性城市的定義及其特征,掌握其研究理論與演化機理,了解韌性城市理論指導(dǎo)下的城市防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃學(xué)習(xí)要點韌性及其相關(guān)概念系統(tǒng)安全韌性概述韌性城市理論概述目錄CONTENTS123韌性及其相關(guān)概念3.1.1韌性的提出3.1.2韌性相關(guān)概念3.120世紀(jì)中葉,應(yīng)用于人類學(xué)和心理學(xué):用來描述人在精神等方面受到創(chuàng)傷后的恢復(fù)最早被應(yīng)用于物理學(xué):形容彈簧的穩(wěn)定性以及其他材料的穩(wěn)定性和抵抗外部沖擊的能力十九世紀(jì)中用于機械學(xué):描述金屬在外力作用下形變之后復(fù)原的能力1973年加拿大生態(tài)學(xué)家霍林(CrawfordStanleyHolling)韌性決定了系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)系的持久性,并衡量在面對變化的情況下,系統(tǒng)吸收變化并保持結(jié)構(gòu)和功能的能力CDBA韌性英文為“resilience”,詞根源于拉丁文“resilio”,有反彈,返回原始狀態(tài)的意思。3.1.1韌性的提出Hollnagel模型:認(rèn)為韌性是系統(tǒng)安全應(yīng)具備的若干核心能力,包括感知、預(yù)測、響應(yīng)和學(xué)習(xí)感知:系統(tǒng)的異常表征被納入到監(jiān)測范圍預(yù)測:基于感知到的信息、知識,提前判斷可能的危險和災(zāi)難響應(yīng):感知和預(yù)測信息融入認(rèn)識后采取的進(jìn)一步行動,以減輕不利事件造成的后果學(xué)習(xí):通過系統(tǒng)過去發(fā)生的事件形成經(jīng)驗和知識,從而準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)當(dāng)前的狀況3.1.1韌性的提出010203脆弱性是個體暴露在外界壓力中而存在的敏感性脆弱性:強調(diào)的是承災(zāi)體受到災(zāi)害或變化時,被破壞的可能性韌性:是承災(zāi)體受災(zāi)后抵御與恢復(fù)的能力城市水安全研究中:韌性側(cè)重于系統(tǒng)面對干擾時如何應(yīng)對脆弱性則更注重系統(tǒng)或承災(zāi)體的反應(yīng)韌性與脆弱性相比,在抵抗性的基礎(chǔ)上增加了恢復(fù)性。3.1.2韌性相關(guān)概念適應(yīng)性指自然或人工系統(tǒng)受到氣候或其他干擾時,而進(jìn)行的相應(yīng)的調(diào)節(jié)。適應(yīng)力即適應(yīng)能力,被定義為系統(tǒng)中能夠影響和調(diào)節(jié)韌性的能力。適應(yīng)力越強,韌性則越大。3.1.2韌性相關(guān)概念4R特性事前行動態(tài)勢感知抵御緩沖冗余性應(yīng)變能力恢復(fù)時效性學(xué)習(xí)能力成本可行3.1.2韌性相關(guān)概念系統(tǒng)安全韌性概述3.2韌性理論強調(diào)系統(tǒng)安全不應(yīng)被視為不存在不期望事件,而是系統(tǒng)在不同條件或風(fēng)險沖擊下依然保持正常運轉(zhuǎn)的能力。內(nèi)涵減少災(zāi)難事故發(fā)生概率的能力減少災(zāi)難事故損失的能力減少系統(tǒng)從災(zāi)難事故中恢復(fù)到正常狀態(tài)的時間的能力向事故學(xué)習(xí)的能力系統(tǒng)安全韌性概念框架3.2.1系統(tǒng)安全韌性評估3.2.2系統(tǒng)安全韌性塑造3.2.33.2.1系統(tǒng)安全韌性概念框架冗余性有源性魯棒性迅速性遭受風(fēng)險沖擊和擾動的部件、組件可更換的能力,旨在最大限度的減少系統(tǒng)損失系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)安全問題并確定優(yōu)先順序的能力,事故發(fā)生時調(diào)動應(yīng)急救災(zāi)資源的能力,有源性可進(jìn)一步概念化為面對事故時系統(tǒng)人力、物力和財力的可用程度系統(tǒng)損毀前承受風(fēng)險沖擊和擾動的能力,亦即系統(tǒng)在事故中保持期望功能的能力系統(tǒng)從損毀狀態(tài)恢復(fù)到事前狀態(tài)的速度系統(tǒng)安全韌性屬性12343.2.1系統(tǒng)安全韌性概念框架圖3-1系統(tǒng)安全韌性概念框架3.2.1系統(tǒng)安全韌性概念框架圖3-1系統(tǒng)安全韌性概念框架在

0<t<t1時段,系統(tǒng)處于原始安全狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)承災(zāi)能力不足以吸收風(fēng)險時,

時刻遭受風(fēng)險沖擊與擾動:1)當(dāng)風(fēng)險擾動和破壞超過系統(tǒng)維持安全運作所承受的最大危險總量(安全容量)時,導(dǎo)致事故的發(fā)生,系統(tǒng)遭受破壞,系統(tǒng)進(jìn)入毀損階段t1<t<t3

t3時刻,采取恢復(fù)措施,系統(tǒng)進(jìn)入恢復(fù)階段(t3<t<t4

)。在恢復(fù)階段,系統(tǒng)可以恢復(fù)到事前全狀態(tài)(B),也可沒有恢復(fù)到事前安全狀態(tài)(C),可通過學(xué)習(xí)提高其安全韌性,恢復(fù)到更好的安全狀態(tài)(A)。3.2.1系統(tǒng)安全韌性概念框架圖3-1系統(tǒng)安全韌性概念框架2)當(dāng)系統(tǒng)的承災(zāi)能力不足以吸收風(fēng)險,導(dǎo)致系統(tǒng)遭受破壞和損失,并且不能恢復(fù)到事前安全狀態(tài)(C),系統(tǒng)依然不能承受未來風(fēng)險沖擊。3)當(dāng)系統(tǒng)的承災(zāi)能力足以吸收風(fēng)險沖擊,從而沒有破壞和損失發(fā)生。此時系統(tǒng)可保持其事前安全狀態(tài)(B),也可在應(yīng)對風(fēng)險沖擊過程中通過學(xué)習(xí)能力提高其韌性功能(A),進(jìn)而可應(yīng)對未來更加強烈的風(fēng)險沖擊。3.2.2系統(tǒng)安全韌性評估3.2.2.1定性評估技術(shù)韌性經(jīng)濟韌性組織韌性社會韌性即系統(tǒng)吸收由危機產(chǎn)生的額外耗費的能力即物理系統(tǒng)面對風(fēng)險沖擊時保持穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的能力即社會(團體)通過幫助首先響應(yīng)者或作為志愿者以減少危機影響的能力即風(fēng)險管理者做出決策、采取行動以避免風(fēng)險沖擊以及減少風(fēng)險沖擊影響的能力構(gòu)建關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的安全韌性框架,包括4個維度:3.2.2系統(tǒng)安全韌性評估韌性評估的通用過程框架包括七個步驟:3.2.2.1定性評估定義并了解所研究的目標(biāo)系統(tǒng)確定合適的評價尺度確定系統(tǒng)的驅(qū)動者,外部和內(nèi)部擾動辨識系統(tǒng)中的關(guān)鍵角色,如人、組織為辨識必要的恢復(fù)活動構(gòu)建概念模型通知決策與政策制定者整合上述各個步驟的結(jié)果指導(dǎo)原則魯棒性風(fēng)險規(guī)劃調(diào)查目標(biāo)統(tǒng)一全面的范圍后果減輕適應(yīng)性3.2.2系統(tǒng)安全韌性評估3.2.2.1定性評估危險源評估風(fēng)險告知規(guī)劃指導(dǎo)原則的韌性概念框架從技術(shù)創(chuàng)新到社會技術(shù)系統(tǒng)

創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

人工智能創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的山、水、人

都江堰工程的生態(tài)系統(tǒng)啟示

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中的彎道超車、兩難平衡與價值永續(xù)本講概要

中國風(fēng)···天人合一“天人合一”是中國古代哲學(xué)的主要基調(diào),強調(diào)人與自然的和諧一致,充滿生態(tài)智慧和系統(tǒng)思考。老子說:“人法地,地法天,天法道,道法自然。”莊子說:“天地與我并生,而萬物與我為一。”《中庸》主張:“能盡人之性,則能盡物之性。能盡物之性,則可以贊天地之化育??梢再澨斓刂瑒t可以與天地參矣?!薄疤烊撕弦弧迸c西方觀念將人與自然視為二元關(guān)系不同,主張行動者與所處的環(huán)境是連續(xù)統(tǒng)一體且協(xié)同演化,是意義深邃、影響深遠(yuǎn)的偉大思想。中國人工智能的發(fā)展也體現(xiàn)了“天人合一”,注重人工智能創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)。人工智能技術(shù)創(chuàng)新不僅關(guān)注芯片和硬件、集成服務(wù)和算法框架、技術(shù)層和應(yīng)用層,還需要關(guān)注創(chuàng)業(yè)者和創(chuàng)業(yè)型企業(yè)管理、政府技術(shù)治理以及創(chuàng)新政策調(diào)控等。中國人工智能的創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)在全球處于領(lǐng)先地位,行動主體不僅有創(chuàng)業(yè)者和創(chuàng)業(yè)團隊,還有大型互聯(lián)網(wǎng)公司和新興人工智能垂直公司等創(chuàng)業(yè)型公司;系統(tǒng)環(huán)境不僅涉及科學(xué)研究和技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域,而且還與人才教育、產(chǎn)業(yè)布局和風(fēng)險投資緊密相連。人工智能的發(fā)展也需要與“天”合一,技術(shù)創(chuàng)新的創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)不容忽視。第一節(jié)創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)一、技術(shù)創(chuàng)新與社會技術(shù)系統(tǒng)(一)從技術(shù)創(chuàng)新到社會技術(shù)系統(tǒng)社會技術(shù)系統(tǒng)不僅包括技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品生產(chǎn)端的參與主體,也包含產(chǎn)品使用端的各參與主體。一個成熟的社會技術(shù)系統(tǒng)包含完整的社會參與主體、完善的制度系統(tǒng),不僅包含各群體內(nèi)部的規(guī)則制度,還包括各類群體之間的交往規(guī)則制度,是實現(xiàn)社會某一功能的主導(dǎo)技術(shù)系統(tǒng),就像飛機是實現(xiàn)空中運輸職能的主導(dǎo)社會技術(shù)系統(tǒng)。根據(jù)社會技術(shù)系統(tǒng)理論,技術(shù)創(chuàng)新的組織是由社會系統(tǒng)和技術(shù)系統(tǒng)相互作用而形成的,由正式組織、非正式組織、技術(shù)系統(tǒng)、成員的素質(zhì)等多種因素相互協(xié)調(diào)配合而形成的復(fù)合系統(tǒng)。社會技術(shù)系統(tǒng)并不是獨立發(fā)揮作用,而是人類行動者活動的結(jié)果。第一節(jié)創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)(二)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)是在某一產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域里,從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用研究再到實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的創(chuàng)新過程中,以實現(xiàn)創(chuàng)新價值創(chuàng)造與捕捉為目的,以企業(yè)與高校、科研院所為關(guān)鍵主體,具有價值共創(chuàng)、合作共生等生態(tài)特征的復(fù)雜交互系統(tǒng),自然生態(tài)系統(tǒng)的多樣性、平衡性、動態(tài)性、競爭性、協(xié)同進(jìn)化性、自控能力有限性等特征,為創(chuàng)新管理與產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了新的研究視角與實踐啟發(fā)。從研發(fā)到商業(yè)化的創(chuàng)新全周期來看,創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)中的主體往往交織并嵌入在知識生態(tài)系統(tǒng)和商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中。開放式創(chuàng)新促進(jìn)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的形成和發(fā)展。開放式創(chuàng)新是指有目的地利用知識流動來加速組織內(nèi)部創(chuàng)新,從而擴大創(chuàng)新源的市場化搜尋途徑。第一節(jié)創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)二、創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)(一)創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)涵、特征創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是由多主體及其所處創(chuàng)業(yè)環(huán)境構(gòu)成的充滿交互作用的動態(tài)復(fù)雜系統(tǒng),其核心目的是促進(jìn)創(chuàng)業(yè)企業(yè)發(fā)展、提高創(chuàng)業(yè)質(zhì)量。創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)有其內(nèi)在機理,又在動態(tài)演化,為了實現(xiàn)長期生存和發(fā)展,必須能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)的自我維持和自我強化,從而保證生態(tài)平衡。這種平衡狀態(tài)下,創(chuàng)業(yè)活動呈現(xiàn)出穩(wěn)定發(fā)展的整體特征,系統(tǒng)內(nèi)部的資源匯聚機制和價值交換機制也始終穩(wěn)定運行,這是一種有益于企業(yè)成長的良性環(huán)境,因此對提供創(chuàng)業(yè)決策所需的資源、保證創(chuàng)業(yè)決策實現(xiàn)價值和調(diào)節(jié)創(chuàng)業(yè)決策的動態(tài)平衡具有重要意義。創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)具有多樣性、多交互性、多層次性和多階段性等特征。第一節(jié)創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)(二)創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的作用評價一方面,提供成長所需資源。創(chuàng)業(yè)活動的成長助動力來自外部支持要素所提供的各類資源,創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)所特有的資源匯聚機制使各個不同的外部組織所提供的資源能夠以一個系統(tǒng)化整體出現(xiàn),并且充分服務(wù)于創(chuàng)業(yè)成長。由風(fēng)險投資、政府部門、行業(yè)協(xié)會、孵化機構(gòu)等不同支持要素以及外部創(chuàng)業(yè)環(huán)境所構(gòu)成的綜合性系統(tǒng)所能夠匯聚的資源是多元化的,通過創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部穩(wěn)定有序的流動機制,這些資源能以一定的規(guī)律匯聚于創(chuàng)業(yè)活動中,從而保證了新創(chuàng)企業(yè)的良性成長。另一方面,促進(jìn)成長實現(xiàn)價值。在不同的外部組織為創(chuàng)業(yè)活動提供資源的同時,企業(yè)成長也在以不同的形式回饋這些組織機構(gòu)。這種雙向的聯(lián)系使得雙方都能夠從中獲益。如果把價值鏈的分析視角拓展到單一的企業(yè)之外,在整個生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)分析其存在機理可以發(fā)現(xiàn),新創(chuàng)企業(yè)識別機會、開發(fā)創(chuàng)新項目、實現(xiàn)市場成長的過程,也是其不斷與外部組織交換價值的過程。這一過程以創(chuàng)業(yè)活動為中心進(jìn)行整合,最終形成生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的價值網(wǎng)絡(luò),從而維系整個創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。第一節(jié)創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)冷知識···生態(tài)位與內(nèi)卷化生態(tài)位是指生態(tài)系統(tǒng)中某個種群在時間和空間上所占據(jù)的位置及其與相關(guān)種群之間的功能關(guān)系與作用,包含區(qū)域范圍和生物本身在生態(tài)系統(tǒng)中的功能與作用。內(nèi)卷化是指一種社會或文化模式在某一發(fā)展階段達(dá)到一種確定的形式后便停滯不前,或既無突變式的發(fā)展也無漸進(jìn)式的增長,無法轉(zhuǎn)化為另一種高級模式的現(xiàn)象,長期以來只是在一個簡單層次上自我重復(fù)。生態(tài)位啟發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者要在系統(tǒng)中學(xué)會定位,以精準(zhǔn)定位為基礎(chǔ)實現(xiàn)與環(huán)境的競爭與合作。內(nèi)卷化則提醒創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者要在系統(tǒng)中學(xué)會變革,以開放變革為方向?qū)崿F(xiàn)自身的再造與成長。無論是生態(tài)位還是內(nèi)卷化,都反映出人工智能創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)不能單打獨斗,也不可一蹴而就,需要借鑒和吸收多學(xué)科知識和多領(lǐng)域規(guī)律,讓人工智能新技術(shù)與環(huán)境全方位交融、全過程共生。第二節(jié)創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成一、技術(shù)創(chuàng)新(一)技術(shù)創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)功能首先,人工智能技術(shù)創(chuàng)新的知識流動,實現(xiàn)了創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動功能。其次,人工智能技術(shù)創(chuàng)新的產(chǎn)品循環(huán),實現(xiàn)了創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)功能。最后,人工智能技術(shù)創(chuàng)新的價值傳遞,實現(xiàn)了創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞功能。第二節(jié)人工智能創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成熱應(yīng)用···全球最快人工智能訓(xùn)練集群產(chǎn)品2019年9月18日,華為發(fā)布了當(dāng)時全球最快的人工智能訓(xùn)練集群—Atlas900。這款人工智能產(chǎn)品取名自古希臘神話中的擎天巨神,由數(shù)千顆昇騰處理器組成。在衡量人工智能計算能力的金標(biāo)準(zhǔn)ResNet-50模型訓(xùn)練中,Atlas900只用了59.8秒就完成了訓(xùn)練,比原來的世界紀(jì)錄快了10秒。Atlas900的強大算力可廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究。以天文探索為例,海量的數(shù)據(jù)計算和處理往往需要大量人力和時間的投入。面對一張20萬顆星星的星空圖,如果需要定位某種特征的星體,一個天文學(xué)家可能需要耗費169天的工作量才能完成。有了Atlas900助力后,定位時間縮短為10秒。此外,Atlas900以其超強的算力,在自動駕駛、氣象預(yù)測以及石油勘探等特定領(lǐng)域,也有望為行業(yè)賦能。第二節(jié)人工智能創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成(二)技術(shù)創(chuàng)新是創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)之水水經(jīng)常被用來隱喻運動狀態(tài)、力量功效、思想體系和問題脈絡(luò),在人工智能創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中,技術(shù)創(chuàng)新正是洶涌而至的大潮,這股大水彰顯出人工智能新技術(shù)的前沿動態(tài)、巨大作用,更體現(xiàn)出其所引發(fā)的觀念變革和潛在影響。中國繼歐盟之后第四個發(fā)布人工智能戰(zhàn)略,2017年7月,國務(wù)院公布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》,同年12月,工業(yè)和信息化部發(fā)布了《促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃(2018—2020年)》。一年之內(nèi)連發(fā)兩文,也折射出人工智能水流之湍急。從停車難到霧霾天,從航班預(yù)測到癌癥診斷,人工智能正走進(jìn)千家萬戶,應(yīng)用場景和手段不斷豐富,是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動力量,發(fā)揮著溢出帶動性很強的“頭雁效應(yīng)”,讓我們仿佛身處人工智能的航海探險時代。3.2.2系統(tǒng)安全韌性評估3.2.2.1定性評估城市能源系統(tǒng)韌性評估的概念框架提出韌性測量主要基于4個管理因素:集中或分散控制系統(tǒng)變更與風(fēng)險管理事故分析管理層對安全和韌性的承諾地震易發(fā)區(qū)的組織韌性框架識別危險和危害特征確定個人或社區(qū)的脆弱性風(fēng)險感知和意識準(zhǔn)備改善社會資源(教育、健康保險)、經(jīng)濟資源(住房、資本、就業(yè))、身體資源(住所、住房年齡)3.2.2系統(tǒng)安全韌性評估3.2.2.1定性評估半定量指標(biāo)方法通常是基于專家意見產(chǎn)生韌性指數(shù),通過Likert量表(0~10)或百分比(0~100)表征。面對自然災(zāi)害時的36個組織韌性變量,根據(jù)所獲得的資料,對每個指標(biāo)進(jìn)行打分(0~100),這36個指標(biāo)被劃分為5個二級指標(biāo),包括經(jīng)濟、基礎(chǔ)設(shè)施、社會、組織結(jié)構(gòu)和管理體制,使用加權(quán)平均計算得出每個子指數(shù)得分,通過取所有子指數(shù)得分的加權(quán)平均來計算總得分。Shirali使用半定量的方法評估工業(yè)過程的安全韌性,提出6個關(guān)鍵韌性指標(biāo):高級管理、承諾、學(xué)習(xí)文化、意識、準(zhǔn)備與靈活性。Joerin等提出,面對氣候災(zāi)難時的社區(qū)安全韌性評估指標(biāo)包括物理、社會、經(jīng)濟、組織和自然5個維度。3.2.2系統(tǒng)安全韌性評估3.2.2.2定量評估系統(tǒng)安全韌性定量評估方法以面積表征系統(tǒng)韌性用系統(tǒng)發(fā)生事故時的狀態(tài)和其理想安全狀態(tài)(100)相比,提出一個用于評估地震災(zāi)難時組織的韌性損失的方法。方法評價:具有一般實用性,被改進(jìn)后用到各個學(xué)科領(lǐng)域的韌性評估。用以表征韌性損失的面積不便于求解,即使假設(shè)該風(fēng)險沖擊事件具有瞬時沖擊,并且恢復(fù)性措施立即啟動。以面積表征系統(tǒng)安全韌性的優(yōu)勢是簡單和易于操作,但其線性恢復(fù)過程對某些系統(tǒng)和事件是不合適的。該方法是靜態(tài)的,把事前系統(tǒng)狀態(tài)設(shè)定為100%也不切實際。將系統(tǒng)遭受破壞性事件以后的功能降低是看作瞬時的,這對一些系統(tǒng)是可行的,但一些系統(tǒng)的功能損失則是一個漸變的過程。3.2.2系統(tǒng)安全韌性評估3.2.2.2定量評估系統(tǒng)安全韌性定量評估方法2.以系統(tǒng)功能狀態(tài)函數(shù)表征系統(tǒng)韌性該指標(biāo)是基于一個時間段內(nèi)兩條曲線的:一是實際的系統(tǒng)功能曲線,反應(yīng)系統(tǒng)在災(zāi)難事件和恢復(fù)重建措施下的性能變化;二是系統(tǒng)的目標(biāo)功能曲線,表示系統(tǒng)在沒有遭受任何沖擊時的功能狀態(tài)。系統(tǒng)韌性表征:通過某時間段內(nèi),系統(tǒng)實際功能曲線和時間軸之間的面積,與該時間段內(nèi)目標(biāo)功能曲線和時間軸之間的面積之比表征。差別性:該指標(biāo)是在給定時間段內(nèi)定義的,而其他的則是在某個具體的恢復(fù)階段針對具體事件定義的。3.2.3系統(tǒng)安全韌性塑造階段相關(guān)因素系統(tǒng)安全韌性塑造措施舉例第一階段(承受能力)危險頻率初始破壞程度使用風(fēng)險管理方法來識別和強化系統(tǒng)關(guān)鍵要素;利用事故模型向事故學(xué)習(xí),以提高系統(tǒng)韌性;基于建模技術(shù)及可視化技術(shù),實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài);完善決策支持平臺、人員培訓(xùn)和組織文化提升態(tài)勢感知能力。第二階段(吸收能力)最大破壞程度調(diào)整基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);設(shè)計冗余系統(tǒng);增加和完善系統(tǒng)自我修復(fù)和自適應(yīng)應(yīng)急機制。第三階段(恢復(fù)能力)恢復(fù)時間恢復(fù)成本建立有效的溝通渠道和協(xié)調(diào)快速恢復(fù)與響應(yīng);完善決策支持平臺,快速準(zhǔn)確地識別可行的恢復(fù)策略。表3-1分階段系統(tǒng)安全韌性塑造與提升措施韌性城市理論概述3.3韌性城市的定義與特征3.3.1韌性城市的研究歷程3.3.2韌性城市的研究理論3.3.3韌性城市的演化機理3.3.4韌性城市的評價體系3.3.5韌性城市理論指導(dǎo)下的防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃性3.3.6城市韌性(urbanresilience),指的是城市系統(tǒng)和區(qū)域通過合理準(zhǔn)備、緩沖和應(yīng)對不確定性擾動,實現(xiàn)公共安全、社會秩序和經(jīng)濟建設(shè)等正常運行的能力。韌性城市應(yīng)該是可持續(xù)的物質(zhì)系統(tǒng)(physicalsystems)和人類社區(qū)(humancommunities)的結(jié)合體,而物質(zhì)系統(tǒng)的規(guī)劃應(yīng)該通過人類社區(qū)的建設(shè)發(fā)揮作用。3.3.1韌性城市的定義與特征3.3.1.1韌性城市的定義基礎(chǔ)設(shè)施韌性(infrastructuralresilience)制度韌性(institutionalresilience)經(jīng)濟韌性(economicresilience)社會韌性(socialresilience)城市韌性3.3.1韌性城市的定義與特征3.3.1.2韌性城市的特征動態(tài)平衡特征(homeostasis),意味著組成系統(tǒng)的各個部分之間具有強有力的聯(lián)系和反饋作用兼容特征(omnivores),指的是外部沖擊可以被多元的系統(tǒng)組成部分帶來的選擇性所削減高效率的流動特征(highflux),指的是通過系統(tǒng)內(nèi)資源的及時調(diào)動和補充,填補最需要的缺口扁平特征(flatness),意味著比等級森嚴(yán)的系統(tǒng)更具有靈活性和適應(yīng)能力緩沖特征(buffering),指的是要求系統(tǒng)具備一定的超過自身需求的能力,以備不時之需通知決策與政策制定冗余度(redundancy),指的是通過一定程度的功能重疊以防止系統(tǒng)的全盤失效3.3.1韌性城市的定義與特征3.3.1.2韌性城市的特征韌性城市應(yīng)當(dāng)具備五個要素冗余度和模塊化特征,韌性城市需要有一定程度的重復(fù)和備用設(shè)施模塊,通過在時間和空間上分散風(fēng)險,減少擾動狀態(tài)下的損失生態(tài)和社會的多樣性因為在危機之下,多樣性可以帶來更多解決問題的思路、信息和技能多尺度的網(wǎng)絡(luò)連結(jié)性,這不僅體現(xiàn)在城市的物質(zhì)實體和空間分布層面,也體現(xiàn)在人際和群體之間的協(xié)作上多功能性韌性城市需要有城市功能的混合性和疊加性,這是因為功能單一的城市要素間缺乏聯(lián)系,容易導(dǎo)致系統(tǒng)脆弱有適應(yīng)能力的規(guī)劃和設(shè)計,即需要承認(rèn)規(guī)劃設(shè)計做決定時面臨知識缺乏這一事實,并將不確定擾動視作學(xué)習(xí)修正的機會3.3.2韌性城市的研究歷程生態(tài)韌性工程韌性演進(jìn)韌性系統(tǒng)保持結(jié)構(gòu)所能承受的干擾值大小。強調(diào)“保持狀態(tài)的能力和適應(yīng)性”工程韌性是系統(tǒng)受到干擾后返回平衡或穩(wěn)定狀態(tài)的能力。自然災(zāi)害(如洪水地震等社會動蕩(如金融危機/革命或戰(zhàn)爭等)強調(diào)的是恢復(fù)時間,“效率、穩(wěn)定性和可預(yù)測性”是工程設(shè)計“絕對安全”所必備的特性韌性不應(yīng)該僅僅被視為系統(tǒng)對初始狀態(tài)的一種恢復(fù),而是復(fù)雜的社會生態(tài)系統(tǒng)為回應(yīng)壓力和限制條件而激發(fā)的一種變化(change)、適應(yīng)(adapt)和改變(transform)的能力。3.3.2韌性城市的研究歷程演進(jìn)韌性福爾克等人也認(rèn)為之前階段韌性的思想主要著眼于社會生態(tài)系統(tǒng)的三個不同方面,即持續(xù)性角度的韌性(resilienceaspersistence)、適應(yīng)性(adaptability)和轉(zhuǎn)變性(transformability)。岡德森和霍林提出的適應(yīng)性循環(huán)理論(adaptivecycle):認(rèn)為系統(tǒng)的發(fā)展包含了四個階段,分別是利用階段(exploitationphase)、保存階段(conservationphase)、釋放階段(releasephase)以及重組階段(reorganizationphase)。3.3.3韌性城市的研究理論控制風(fēng)險的能力應(yīng)對災(zāi)害的能力保障能力增強系統(tǒng)的免疫能力,減少風(fēng)險的發(fā)生及減低系統(tǒng)受災(zāi)的可能性增加系統(tǒng)的恢復(fù)能力以減小災(zāi)害對系統(tǒng)的損害使系統(tǒng)快速重建以適應(yīng)新環(huán)境的變化韌性理論的內(nèi)涵“城市—社區(qū)—空間”韌性系統(tǒng)特征“災(zāi)前—抗擾動力”“災(zāi)中—恢復(fù)力”“災(zāi)后—適應(yīng)力”3.3.4韌性城市的演化機理復(fù)雜系統(tǒng)或者復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)(ComplexAdaptiveSystems:CAS)通過多方向的反饋過程創(chuàng)造了自組織或者涌現(xiàn)模式,識別和研究這些反饋是框架構(gòu)建的關(guān)鍵,包括城市要素(components)、壓力源(stressors)、壓力源作用結(jié)果(outcomes)、增強作用(enhancer)、抑制作用(suppressors)、作用影響(impact)、干預(yù)手段(interventions)等部分。3.3.4.1基于復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)的韌性城市演化機理3.3.4韌性城市的演化機理城市系統(tǒng)和代理人作為“物理”和“社會”兩種要素類型,與自然、技術(shù)、經(jīng)濟和人類四種類型壓力源之間存在交互作用。物理要素:是物理資源(如材料)和過程(如收集傳遞工具及布局材料)社會要素:包括人、制度和行動;自然壓力源指颶風(fēng)、地震、海嘯及與氣候變化相關(guān)的外生性災(zāi)害技術(shù)壓力源:指技術(shù)體系故障及其傳播擴散;經(jīng)濟壓力源指經(jīng)濟波動及失業(yè)、貧窮加劇等人類壓力源:指恐怖襲擊、戰(zhàn)爭、犯罪和騷亂等。3.3.4.1基于復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)的韌性城市演化機理3.3.4韌性城市的演化機理城市系統(tǒng)和代理人作為“物理”和“社會”兩種要素類型,與自然、技術(shù)、經(jīng)濟和人類四種類型壓力源之間存在交互作用。物理要素:是物理資源(如材料)和過程(如收集傳遞工具及布局材料)社會要素:包括人、制度和行動;自然壓力源指颶風(fēng)、地震、海嘯及與氣候變化相關(guān)的外生性災(zāi)害技術(shù)壓力源:指技術(shù)體系故障及其傳播擴散;經(jīng)濟壓力源指經(jīng)濟波動及失業(yè)、貧窮加劇等人類壓力源:指恐怖襲擊、戰(zhàn)爭、犯罪和騷亂等。3.3.4.1基于復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)的韌性城市演化機理破壞衰退毀滅3.3.4韌性城市的演化機理人這一關(guān)鍵角色通過強化和抑制作用調(diào)控壓力源對城市要素的影響。強化作用:增加壓力源強度及其作用于城市要素的持續(xù)時間抑制作用:降低壓力源強度及其作用于城市要素的持續(xù)時間例子:接受過良好教育的勞動力和社會資本因素將發(fā)揮抑制作用,以抑制人類壓力源(恐怖襲擊等)對城市造成的不利影響。3.3.4.1基于復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)的韌性城市演化機理3.3.4韌性城市的演化機理區(qū)域經(jīng)濟韌性:經(jīng)濟被鎖定為一個低水平的平衡之后,快速轉(zhuǎn)換至一個‘更好的平衡’的能力。3.3.4.2基于演化經(jīng)濟地理學(xué)的韌性城市演化理論基于“單一平衡”的“區(qū)域經(jīng)濟韌性”:區(qū)域經(jīng)濟在面對一些外生沖擊時保持預(yù)先存在的平衡狀態(tài)的能力,及區(qū)域和國家經(jīng)濟經(jīng)歷外生沖擊后能夠回到?jīng)_擊前水平的增長速率。從演化經(jīng)濟地理的視角定義“適應(yīng)”的概念以更好地解釋韌性的地理多樣性和不均勻性。適應(yīng)性:指能夠通過松散和微弱的社會代理人的耦合產(chǎn)生多重演化動態(tài)軌跡,綜合響應(yīng)偶然事件,不至于破壞整個系統(tǒng)。鎖定:是指政治、經(jīng)濟、社會制度和關(guān)系的配置隨著時間逐漸僵化(rigid),它依賴于之前的增長路徑,隨著時間自我加強,不利于塑造適應(yīng)性。3.3.5韌性城市的評價體系全面性精確性可操作性城市韌性的評價主要通過構(gòu)建指標(biāo)體系全面性:體現(xiàn)在需要涵蓋韌性城市的全部特征和要素。精確性:由于城市系統(tǒng)龐大復(fù)雜,主要體現(xiàn)在追求全面反映信息的同時也要盡量簡化評價指標(biāo)。可操作性:應(yīng)通過實施過程明確韌性城市的內(nèi)涵并發(fā)展測量指標(biāo);具體指標(biāo)的數(shù)據(jù)獲取應(yīng)具有可行性;由于城市間的差異,應(yīng)制定差異化的評價體系。3.3.5韌性城市的評價體系構(gòu)建韌性城市評價體系的思路思路一思路二思路三以城市的基本構(gòu)成要素為核心進(jìn)行構(gòu)建以城市韌性的不同特征為核心進(jìn)行構(gòu)建以韌性的階段過程序列為核心進(jìn)行構(gòu)建社會、經(jīng)濟、生態(tài)(自然/環(huán)境)是城市韌性評價體系的主要度量方面。許多韌性評價體系增加了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)韌性、社區(qū)韌性、組織韌性、人的韌性等度量指標(biāo)。3.3.5韌性城市的評價體系3.3.5.1以韌性城市基本構(gòu)成要素為核心的評價體系通過德爾菲法、層次分析法或現(xiàn)有較成熟的理論框架確定具體指標(biāo)由客觀的統(tǒng)計資料獲得指標(biāo)數(shù)據(jù)通過主觀賦予各指標(biāo)權(quán)重的方法表達(dá)韌性指數(shù)的計算公式由公式計算出特定系統(tǒng)的韌性指數(shù),從而得出城市韌性評價結(jié)果韌性城市評價體系(依據(jù)城市要素)3.3.5韌性城市的評價體系3.3.5.2以韌性城市的特征為核心的評價體系堅固性、快速性、冗余度和資源可調(diào)配度堅固性和快速性城市韌性特征的劃分方式:對應(yīng)不同的韌性階段所體現(xiàn)的能力進(jìn)行劃分從城市系統(tǒng)整體進(jìn)行考量,劃分韌性城市具備的各種能力特性3.3.5韌性城市的評價體系3.3.5.2以韌性城市的特征為核心的評價體系評價體系出處指標(biāo)大類解釋具體指標(biāo)《韌性城市研究新進(jìn)展》4R框架基于社會—政治—技術(shù)、經(jīng)濟、水文三方面所構(gòu)建的評價指標(biāo)??箶_性、冗余性、智慧性、迅速性《澳大利亞自然災(zāi)害韌性指標(biāo)體系》應(yīng)對能力、適應(yīng)能力應(yīng)對能力:充分利用資源應(yīng)對不利影響的能力;適應(yīng)能力:通過學(xué)習(xí)適應(yīng)和轉(zhuǎn)型調(diào)整自身的行為。應(yīng)對能力:社會性、經(jīng)濟資本、基礎(chǔ)設(shè)施與規(guī)劃、應(yīng)急服務(wù)、社區(qū)資本、信息獲?。贿m應(yīng)能力:治理與政策、社區(qū)參與?!陡拍罨畔⑾到y(tǒng)與韌性之間的聯(lián)系——以發(fā)展中國家為例》功能特征、賦能特征功能特征:系統(tǒng)應(yīng)對擾動整個過程的不同階段所需要具備的能力與作用;賦能特征:進(jìn)一步完善韌性系統(tǒng),具有可行性的選擇特征。功能特征:魯棒性、自組織性、學(xué)習(xí)性;賦能特征:冗余性、快速性、規(guī)模性、多樣性和靈活性、公平性。表3-2圍繞韌性城市特征構(gòu)建的韌性城市評價體系3.3.5韌性城市的評價體系3.3.5.3以韌性階段過程序列為核心的評價體系強度剛度穩(wěn)定性韌性恢復(fù)力損失彈性恢復(fù)恢復(fù)力強化恢復(fù)力評價指標(biāo)工程韌性:包括抵抗、吸收、恢復(fù)三個階段生態(tài)韌性:包括抵抗、調(diào)整和適應(yīng)三個階段演進(jìn)韌性:尚未有詳細(xì)且一致的階段劃分,但是增加了學(xué)習(xí)、發(fā)展等更加高級的階段。災(zāi)害防御階段災(zāi)害吸收階段系統(tǒng)恢復(fù)階段以韌性階段過程序列為核心構(gòu)建出城市基礎(chǔ)設(shè)施韌性的評價框架3.3.5韌性城市的評價體系3.3.5.3以韌性階段過程序列為核心的評價體系評價體系出處過程劃分對應(yīng)階段《韌性城市恢復(fù)力評價模型構(gòu)建》強度剛度穩(wěn)定性韌性恢復(fù)力損失階段彈性恢復(fù)階段恢復(fù)力強化階段《雨洪災(zāi)害情境下城市韌性評估模型》抵抗力恢復(fù)力適應(yīng)力抵抗階段恢復(fù)階段適應(yīng)階段《城市基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的三階段韌性分析框架》災(zāi)害防御階段災(zāi)害吸收階段系統(tǒng)恢復(fù)階段防御階段吸收階段恢復(fù)階段《受自然災(zāi)害影響的城市生態(tài)系統(tǒng)替代韌性指數(shù)》損傷標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)一步量化損傷程

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