淺議新基建背景下城市公共衛生基礎設施建設趨勢

趙麗虹 王 鵬 ZHAO Lihong, WANG Peng

一場新型冠狀病毒肺炎（COVID-19，以下簡稱“新冠肺炎”）疫情讓公共衛生再度成為社會關注的熱點。2003年SARS（嚴重急性呼吸綜合征）疫情后，國家發改委聯合相關部委，組織全國“加大投入、加快公共衛生基礎設施建設”。2020年2月新冠肺炎疫情中，亞投行表示將對中國提供公共衛生基礎設施建設貸款，協助加強中國的公共衛生基礎設施建設，并認為此舉將對全球公共衛生發展帶來長遠影響。可以預見，城市公共衛生基礎設施建設將再次進入一個全面快速的建設時期。

2020年3月，中央政治局常務委員會會議強調“加快5G網絡、數據中心等新型基礎設施建設進度”。由此釋放出強烈信號，新基建將成為下一個建設工作重點，也是拉動經濟增長的引擎。新基建的本質強調以科技端為發力點，這也為新時期更為廣泛的基礎設施建設指明了重點與方向。新基建時代，城市公共衛生建設將面臨怎樣的轉變，又將以何為建設重點，本文試圖結合城市需求與新技術支撐，以及近年已經發生的案例，對此進行分析闡述。

1 城市公共衛生基礎設施的范疇

19世紀中葉的英國公共衛生運動與《公共衛生法》通常被認為是現代城市規劃的起源。公共衛生運動通過清理城市垃圾、改善下水道，消除在城市中蔓延的傳染病。《公共衛生法》規定政府衛生委員會的職責包括城市的給排水與垃圾清運，以及提供公園、公共浴室等公共設施。可以說，改善城市基礎設施是提高城市公共衛生水平的主要手段。

通常講的城市公共衛生基礎設施，更多指的是各級醫院與疾病控制中心等醫療設施，而非環衛、給排水等市政基礎設施。這一方面與公共衛生領域的不斷發展有關，另一方面也與部門的事權劃分有關。在衛健系統職權范圍內，公共衛生基礎設施多限于醫療設施。然而無論是公共衛生本身的職能要求，還是國際慣例，公共衛生基礎設施的含義都更為廣泛，涵蓋與公共衛生相關的各類基礎設施。公共衛生的職能除了對重大疾病尤其是傳染病進行預防、監控和救治之外，還包括對公共環境衛生的監督與管制，如向公眾提供安全衛生的飲水等。

因此，公共衛生基礎設施至少包含以下3類傳統設施：一是通常所指的醫療衛生設施；二是與環境衛生相關的基礎設施，如公共廁所、垃圾收集與轉運設施等；三是市政設施中的給排水設施。此外，信息時代催生的全新的數字化基礎設施，如遠程醫療、人工智能診療、在線衛生服務等也在公共衛生領域發揮越來越重要的作用，成為新型數字公共衛生基礎設施。

2 新時期城市公共衛生基礎設施的建設重點轉變

2.1 從傳統基礎設施建設到“新型化”升級改造

隨著城市發展模式從增量轉向存量，增量時代作為土地開發配套的傳統基礎設施建設將越來越少。隨著城市人口的進一步聚集和生活水平的不斷提高，基礎設施的建設重點將從基本供應的達標轉向對于安全性、可靠性、保障性的提升上，這里的安全包括公共衛生安全。

在多年行業規范約束下，城市的環衛系統和給排水系統基礎設施看似能夠滿足城市公共衛生的基本需求，但實則相當脆弱。2003年在香港淘大花園暴發SARS超級傳播事件，在事后調查中認為很可能是由于沒有及時維修排水管，導致U型隔水閥干枯所致①World Health Organization.Department of communicable disease surveillance and response:consensus document on the epidemiology of Severe Acute Respiratory Syndrome(SARS).In Geneva: WHO/CDS/CSR/GAR/.2003:1-44。。作為本次新冠肺炎疫情的風暴眼——武漢華南海鮮市場，目前普遍認為其并不是病毒的產生地，而只是一個“超級傳播者”，更準確地說是一個集中發生了超級傳播的空間場所。疫情的暴發與市場及周邊的環境衛生情況有多少關系？市場及周邊的環衛收運系統、污水收排系統在其間發揮了怎樣的作用？它們是否有可能成為疫情發現、監測甚至阻斷的一個窗口？這些問題很難回答，因為目前的城市公共衛生基礎設施水平還遠不足以支撐。

相比電力系統、通信系統在第三次工業革命——信息技術革命中完成了代際的技術升級，城市環衛系統和給排水系統的技術水平依舊停留在第二次工業革命時代。但這一現狀并非無法突破。在美國麻省理工學院規劃系實驗室，就有利用污水獲取信息、分析傳染病和人群健康情況的研究項目②http://underworlds.mit.edu/。。項目通過使用遠程自動采樣器和生化測量技術，提高污水采樣和分析的時空分辨率，利用數據可視化以及下游計算工具，開展人類健康普查和傳染病防治[1]。該研究一方面為公共衛生研究提供了豐富的研究數據，幫助人們更好地理解人群健康與公共衛生情況；另一方面，可以實現對傳染病等突發公共衛生事件的有效控制。一旦發現病毒便可對所有排水分區實施醫學封鎖。通過精準的監測與控制，大大降低行政部門應對潛在風險的成本，縮短觀測和評估危險等級的時間。這一項目的關鍵技術包括低成本的采樣器和生化測量傳感器，利用工業物聯網技術，構建傳統基礎設施融合信息和通信技術（Information and Communication Technology,以下簡稱“ICT”）的新型基礎設施，實現對全網運行情況、水質情況等的實時監控，并準確及時地進行調節與干預。

新基建的本質是數字化的基礎設施。利用工業互聯網、物聯網、5G、人工智能等技術對傳統基礎設施進行升級改造，提高其數字化、智能化水平，通過計算與連接更精確匹配基礎設施的供需矛盾，及時發現并解決運行中存在的效率與安全問題，是城市基礎設施建設的自然延伸，也是提高城市公共衛生治理水平的重要手段。近年，我國已廣泛開展智慧水務、智慧環衛等建設，在傳統基礎設施的數字化、智慧化升級方面進行了一定探索。新基建時代，隨著傳感器、物聯網、人工智能技術的不斷升級與廣泛應用，這一升級過程將整合更為豐富的信息收集、更加高頻的信息匯聚以及更為復雜的信息處理，使基礎設施和城市服務得以不斷優化。

以筆者參與的國內某大型ICT企業的智能市政管道研發項目為例，該項目在地埋管道中纏繞分布式光纖傳感器、埋入MEMS傳感器，并引入無線供電和傳輸等技術，通過對傳統地下管道的低成本適度改造，實現對整個地下管網全覆蓋式的水質、水量、液位、氣體（有毒有害）等狀態的監測，以及溫壓流泄露等故障感知。這種方式相當于在地下再造一個通訊網和傳感網，大大擴展了人們對城市基礎設施的把控能力[2]。

2.2 從硬件設施建設到服務與管理能力提升

隨著城鎮化水平的快速提升，越來越多的人口聚集到城市。加之交通運輸與信息技術的高速發展，城市中與城市間的人流、物流、信息流的流動強度與頻率都比從前有了指數級增長。越來越龐大的城市規模與越來越高頻的要素流動使得城市問題的復雜度大幅提升。這對城市治理能力提出更高的要求，而城市公共衛生基礎設施，同樣面臨服務與管理能力升級的需求。

傳統基礎設施的新型化改造，通過測控終端、數據采集傳輸、數據接收分析、智能化操控、信息服務一體化的系統建設，為服務與管理能力升級提供硬件基礎與技術支撐。這將在一定程度上改變傳統城市服務與管理模式，具體表現為實時化、全鏈條、智能化，以及效率與可靠性的全面提升。與此同時，識別城市痛點問題，采用適宜的技術集成方案，充分發揮新型設施的作用，也需要更高維度的思考與創新。

以浙江省正在推廣的針對醫療廢物處理的監管系統為例，為了解決醫療垃圾收運處理過程中可能發生的污染擴散、手動稱重誤差、轉運過程難以校準、遺失不可追蹤、人工交接不易監管等問題，項目綜合利用信息化技術，通過系統搭建和源頭信息采集終端、溯源校準儀、閉環監管平臺等軟硬件設備的研發，實現“物聯網+”模式在醫療廢物收集、中轉、存儲、運輸的全過程監管。通過精確到單袋垃圾的全程無縫監管機制，實現了少人化、精細化、及時發現問題、及時查處的高水平管理。隨著物聯網技術的進一步發展和成本下降，該方式可應用于更廣泛的垃圾收運處理與監管，全面提高城市公共環境衛生管理水平。

清掃不及時的城市公共廁所會為疾病傳播埋下隱患。2017年美國加州暴發甲肝疫情后，疾控部門與城市市政部門聯合開展大規模的公廁改造行動，提供更衛生、更充足的公共廁所，以減少甲肝等通過糞口傳染的流行病。新冠肺炎疫情期間，也有專家提示新冠病毒糞口傳播的可能性，公共廁所可能成為潛在的傳播場所。在我國，維護成本高、公廁清掃人員數量有限是公廁管理的痛點。目前，基于物聯網技術的智能公廁控制系統已比較成熟，并在多個城市建設使用。通過前端采集裝置、控制模塊、通訊模塊、云服務器的集成，智能公廁逐步實現了無人值守、自動維護、自動清潔、自動糞便處理等功能。通過提高衛生水平、無觸碰控制等方式在減少疾病傳播的同時，大大節約了人力維護成本，以及能源和水資源。

2.3 從單一系統建設到復合功能協同

城市管理是分部門運行的，但城市作為復雜系統，很多城市問題的解決需要多部門協作，越復雜的問題越是如此。事實上，提高公共衛生水平、優化水資源利用、垃圾資源化利用、生態環境保護等，都不是單一系統、單一部門可以完成的工作，需要多個系統的協同聯動。而應對突發事件，更是需要多部門多系統協同。

在新技術驅動下，城市管理中的條塊分工將被進一步整合。近年來，跨行業、跨部門的綜合性協同機構已經出現。眾多城市組建融合規劃、城管、環衛、環保、市政市容等傳統部門業務的大城管部門；各種城市生命線的應急能力被抽離整合成為專門的應急管理部門；大數據局等數據主管部門開始自上而下統籌智慧城市建設的設施和數據。這些管理職能整合的基礎是信息技術、通信技術，新基建將進一步促進這一趨勢的發展。

新冠肺炎疫情期間，可以看到眾多以數據協同為基礎的綜合管理應用。如各城市推出的健康碼、疫情決策指揮系統等信息化平臺，打通了各部門商業數據和公共數據，為社會正常運行和管理者高效決策提供前所未有的智能工具。在流行病學調查與科學防疫過程中，運營商數據、出行數據與公安數據的整合為識別感染者出行軌跡和密切接觸人群提供了高效工具。再如電子病歷是一種典型的數字公共衛生基礎設施，除了解決傳統病歷的記錄和存檔功能之外，在大數據和區塊鏈等技術的支持下，通過共享相關醫療部門的數據，可以實現上下級醫院、醫院與疾控中心之間的高效協作。可以預見，隨著新型數字基礎設施建設的提速，通過對分散于各部門、各機構單一系統數據的匯集和綜合分析，能夠實現更多復合功能的協同。這也將成為提高公共衛生水平的重要手段。

2.4 從一次性建設到動態建設與彈性布局

包括傳染病醫院在內的各種醫療機構是城市最重要的社會性基礎設施。在城市規劃體系中，醫療設施數量、規模、用地要與其服務范圍和人口相適應，建立形成內容和形式相統一、適應于分級診療的醫療設施布局體系。而面對SARS、H1N1、新冠肺炎等大規模傳染病疫情，以及其他公共衛生突發事件在大城市暴發的風險，臨時醫療設施和應急臨時設施的空間布局，除了預留彈性用地以外，動態彈性的規劃建設技術手段也日漸成熟。

新冠肺炎疫情期間，武漢火神山醫院從決定建設、選址、設計施工到交付使用，只用了不到10天。而其后又以更快的速度將多個體育場館、會展中心等大型建筑改造為收治輕癥患者的方艙醫院。傳染病醫院有著很高的技術要求，這種建造效率在傳統的城市規劃建設中是無法想象的。其過程中使用的基于BIM技術的大規模協同工作、模塊化預制建造，以及尚未使用的3D打印和機器人等技術，都是未來彈性化、共享化城市空間營造的技術前提。同時，在選址過程中也出現了功能兼容、水源地保護等問題，如果在未來的城市規劃中對這些予以更多考慮，提前預留相關用地，并對相關的用地和建筑做出兼容性的功能預設，提供靈活轉化的可能性，相信可以進一步提升應急衛生設施建設的效率。

可以預見，未來的快速建造技術將會依賴更少的人力，以更高的集成度和自動化能力實施，提升城市應急、野戰、彈性空間營造等場景的空間建設和轉化效率，并提供更高的舒適性和安全性。而對共享空間、彈性用地、戰略預留地、可轉化功能用地的考慮，將會成為城市應對新的空間需求和不確定風險的基本要求。

3 新時期城市公共衛生基礎設施建設模式的轉變

3.1 建設與運營主體多元化

傳統設施“+新型設施”的升級方式，意味著建設主體需要“+科技公司”。新基建所涉及的科技企業，如通信設備制造商、互聯網公司、智能化集成商等都可能加入建設過程，或是成為主角。建設主體多元化帶來技術升級的同時，也對規劃設計與建設統籌提出了更高的要求。

此外，建設成本的提高將促進更廣泛的PPP（Public-Private Partnership）合作。傳統基礎設施由于服務對象的非特定性和服務的難以計量性，其建設成本在一般情況下很難直接回收[3]。這是開展PPP合作的主要制約。而新型化升級改造后的基礎設施，以數字化、智能化為基礎建立新的低成本、可量化的運營方式，將深刻改變傳統設施的運營邏輯與營利模式，大大推動社會資本的進入。

3.2 規劃設計建設運營一體化

傳統的“規劃—設計—施工—交付使用”項目建設模式在新趨勢下將被打破并更新整合。目前，出于控制成本、拓展融資等目的，EPC（設計—采購—施工）、BOT（建造—運營—移交）等工程建設模式已越來越多地被使用。在新基建背景下，規劃設計建設運營一體化更是實現應用技術創新升級所必需的新模式。

從對城市需求的梳理，到復合功能設計、產品研發，再到設備部署和系統搭建、優化，這一系列過程需要從需求到技術，再從技術到需求的反復考量，需要對城市問題、傳統設施、新技術有全面的理解，需要多專業、多環節的配合。這是由傳統設施“+新技術”的創新性所決定，也是新基建時代傳統行業升級的通用模式。

3.3 標準規范的升級與地方性探索

筆者所指的標準規范包含兩個方面。

首先是公共衛生基礎設施的傳統規范標準。隨著公共衛生標準、應急響應等城市治理需求的不斷提升，加之近年來不斷發生的重大公共衛生事件的警示，針對這方面的法規與規劃設計標準需要進一步完善[4]。事實上，我國對于這方面規范標準的制定一直相對滯后。比如，在城市給排水規劃規范中，直到最近才有相關規范增加了應對防災減災或公共衛生事件的條款。而2019年以前，我國沒有一部針對城市綜合防災的規范。因此，不斷完善相關法規，提高規劃設計標準是頂層設計層面的重要工作。

其次是新技術對應的技術標準。新技術集成應用中不同領域的協議、組網、數據模型、安全等標準，均需要在地方實踐中完成對接、整合和統一。同時，公共衛生基礎設施的數字化標準，還應考慮與城市其他系統領域數據標準的對接和融合，以利于數據增值應用以及城市整體的智慧化升級。

4 結語

通過不斷建設和持續完善現代公共衛生基礎設施來改善城市人居環境，是城市規劃的起源，也是城市規劃與管理最重要的職能之一。隨著城鎮化水平的快速提高以及社會運行節奏的加快，傳統的公共衛生基礎設施面臨升級需求。2020年新冠肺炎疫情集中暴露出公共衛生服務的諸多問題，也呈現了信息技術發展背景下公共衛生設施建設的若干趨勢。新基建時代，5G、物聯網、工業互聯網、人工智能將推動公共衛生基礎設施在信息化、智能化方面的升級，促進公共衛生管理與服務水平提升。與此同時，整個城市規劃和治理模式，也應該順應新的技術發展趨勢，建設更加韌性和健康的未來城市。