天津韌性城市建設研究
——以軌道交通抗洪澇災害為例

◎文/胡曉瑩 楊 博 王一飛 梁春峰

一、背景介紹

根據中國城市軌道交通協會發布的 《城市軌道交通2019 年度統計和分析報告》， 截至 2019 年底， 我國40 個城市開通城市軌道交通運營線路共208 條， 運營線路總長度達6736.2 公里，年增長率為 14.4%；2019 年全年累計完成客運量237.1億人次， 總進站量149.4 億人次，同比增長均超過12%。由此看出， 城市軌道交通正以其運量大、節能環保、安全準時的特點逐漸成為城市可持續發展的重要交通構成。但其規模性、 復雜性與關聯性也日趨凸顯： 城市軌道交通存在高負載、 高頻率的運營特征； 加之城市軌道交通工程大多位于結構復雜和人員密集的城市地下空間，因此從防災減災角度評價，其脆弱性日益明顯。

近三十年來， 世界各地城市軌道交通系統均發生過由于自然災害和人為破壞出現的大量人員傷亡事件。 發生在我國最近的一次極端災害就是 2021 年鄭州 “7·20”特大暴雨災害。 2021 年 7 月18 日至 21 日， 河南省出現罕見持續強降水天氣， 其中7 月 20 日 16 時左右， 鄭州市一小時降雨量達到201.9毫米，暴雨強度超過“千年一遇”。 在這輪降雨中，鄭州市城市軌道交通5 號線列車在沙口路站—海灘寺站區間內迫停，雨水倒灌進地鐵軌道，導致14 名乘客經搶救無效不幸罹難。由此可見，氣象災害會對城市軌道交通的正常運營帶來嚴重威脅， 削弱了系統的安全性。 如何科學合理地從防災減災的角度對城市軌道交通系統韌性進行充分的研究， 建立科學的評價體系， 并在此基礎上對評價結果有針對性地提出改進措施， 對于軌道交通系統的長久安全運營至關重要。

本文選擇城市軌道交通防災減災的系統韌性為研究對象， 希望能夠在充分研究的基礎上， 尤其是在對天津軌道交通、住建、交通運輸等相關部門、 企業充分研究分析后， 得到科學合理的評價體系。 在此評價體系的基礎上， 分析目前天津城市軌道交通系統在防災減災方面存在的優勢與劣勢， 為城市軌道交通的運營組織和后續建設提供指導。

二、韌性城市

韌性城市是一座城市在面臨自然和社會的慢性壓力和急性沖擊后， 特別是在遭受突發事件時， 能夠憑借其動態平衡、 冗余緩沖和自我修復等特性， 保持抗壓、存續、 適應和可持續發展的能力。 韌性城市能夠快速分散風險、自動調整恢復，從而有效抵御外來沖擊和減緩內部災害， 并能夠通過抵御災害的經驗積累， 增強學習和提升應對災害的能力， 進而保持系統的活力。 2020 年，國際組織倡導地區可持續發展國際理事會將韌性城市定義為： 城市憑借自身能力抵御各種災害、降低災害損失，在對資源進行合理配置的同時，能夠快速從中恢復過來。長遠來看， 韌性城市是從過往災害事故中積累經驗，不斷提高應對災害的一種能力。

從韌性城市的角度分析， 城市韌性的程度高低與人民的基本生活條件、 生命財產安全、公共服務便利、幸福健康生活等密切相關。 一個高韌性的防災減災社會系統必須具備充足的人員、物資，完善的風險檢測系統、應急預案的管理系統、 高效的政府應急系統、 活躍的社區協作系統以及充足的醫療服務等，并相互配合協調。在城市發生緊急事件時， 能夠迅速合理地調配資源， 采取緊急應對措施來抵抗風險的沖擊， 降低災害對城市的損傷程度。

城市社會韌性與城市的公共服務管理能力、 民生質量、醫療衛生、文化教育能力密切關聯。 公共服務機構在人民群體中能發揮傳播者、組織者角色， 使得信息溝通交流更高效。 當遇到突發緊急情況時， 政府能夠迅速調動公共服務機構，組織人員、調配資源高效迅速地應對突發狀況， 從而增強城市抵御風險的能力。 民生質量的高低對居民基本生活質量、社會生活穩定性有重要影響。只有社會有充足的醫療衛生服務系統， 才能保證災害發生后救助效率提高， 從而降低人民生命的死亡率。

基礎設施系統是保障城市系統正常運轉、 人民生活正常運行的物質基礎。 基礎設施主要包括水電管網、道路交通、 信息通訊等眾多公共服務系統， 是與社會生產活動、 居民生活最直接相關的工程設施。 高強度的基礎設施韌性可以在災害發生時通過網絡快速傳達災害信息， 有效利用基礎設備應對突發情況， 不僅能有效抵御災害， 而且能夠快速恢復至初始運行狀態， 提供正常服務能力。

2013 年，洛克菲勒基金會在全球發起了 “100 韌性城市”挑戰賽，我國浙江省義烏市和海鹽市、 四川省德陽市、 湖北省黃石市成功入選“全球 100 韌性城市”。 2016年12 月國務院辦公廳印發《國家綜合防災減災規劃（2016—2020 年）》， 明確提出要加強區域和城鄉基層防災、 減災、 救災能力建設。2020 年 11 月， 黨的十九屆五中全會審議通過的 《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》 首次明確提出建設韌性城市，提高城市治理水平，加強特大城市治理中的風險防控。 2021 年 3 月，十三屆全國人大四次會議通過的 《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035 年遠景目標綱要》進一步明確指出， 順應城市發展新理念、新趨勢，開展城市現代化試點示范，建設宜居、創新、智慧、綠色、人文、韌性城市。目前，我國諸多城市已經開始布局韌性城市的建設，“北上廣深”四大一線城市以及雄安新區都明確提出了建設韌性城市的具體要求。

浙江大學韌性城市研究中心提出了構建韌性城市四個維度，即技術、組織、社會、經濟。

技術韌性是指降低城市基礎設施系統由于災害而遭受的物理損傷。涉及交通與通信、 能源與開發等與城市系統密切相關的技術。

組織韌性有兩方面含義： 一是政府及其相關部門在協同治理模式下能夠在災害發生后迅速反應， 以減輕災害對于城市功能中斷的危害； 二是城市多個社區的整體韌性， 在合理的組織結構下， 各個社區能夠在困境中適應災害所帶來的外部環境變化， 并采取適當措施從災害中得以恢復。

社會韌性是指減少城市受災人員的傷亡。 在災害發生之后能夠及時提供醫療等基礎服務， 在恢復過程中能夠滿足居民基本生活需求。

經濟韌性是指降低災害對城市造成的經濟損失。 減小城市各項經濟受到的災害影響，既包括房屋、基礎設施等固定資產的損失， 也包括工農業產品、 生活用品及因災害導致的停工、 停產等損失。

三、城市軌道交通韌性評價的研究基礎

城市軌道交通系統面對不同災害類型的表現也是不同的， 所以對韌性評價體系而言， 需要針對不同的災害情況分別進行研究。

很多研究針對火災、洪澇災害等不同的災害場景進行深入研究。 例如有的研究者選取 “地鐵車站系統—火災擾動”作為韌性研究中“系統—擾動”二元研究對象，將地鐵車站系統發生火災時的吸收能力、抵抗能力、恢復能力和適應能力的集合定義為地鐵車站系統的抗火韌性，致力于實現地鐵車站系統在今后的火災安全管理中能更好地預防、 應急、 恢復與反饋， 改善地鐵車站系統在應對火災時存在的抵抗不力、恢復緩慢、缺乏適應等現狀。有的研究選取“地鐵車站系統—火災” 這一二元研究對象，基于系統韌性理論，提出地鐵車站抗火災韌性的概念， 并選取基于韌性能力表征的計算方法， 構建地鐵車站系統抗火災韌性貝葉斯網絡， 對地鐵車站抗火災韌性進行全過程識別、 場景化度量與動態提升。

基于以上的研究基礎，我們開展了城市軌道交通抗洪澇災害的研究。

目前， 我國針對城市軌道交通有相對完善的洪澇災害防范體系，從設計、施工、驗收、 運營等各階段都有成熟的管理體系支撐。鄭州“7·20” 特大暴雨災害以及之前上海、天津、北京等城市在雨季發生的洪澇災害表明，不同城市軌道交通系統在抗洪澇災害能力上差距明顯。 另外，與洪澇災害相比，軌道交通系統對于地震、 暴恐等災害的防范體系建設差距更加明顯。 而這些災害威脅都是明顯存在的， 且一旦發生將嚴重危害城市軌道交通運營安全。

城市軌道交通系統抗洪澇災害韌性（Resilience to flood）是指在洪澇災害發生時， 地鐵車站系統能夠吸收 （Absorption） 和 抵 抗（Resistance） 洪澇災害對地鐵車站系統運營性能產生的影響， 從中迅速恢復（Recovery）到正常運營性能并逐漸適應（Adaption）洪澇災害擾動的能力。 地鐵車站系統的抗洪澇災害韌性有助于降低系統失效的概率、控制地鐵車站系統的運營性能損失、 減少洪澇災害帶來的破壞性后果 （經濟和社會損失）并縮短恢復時間。

四、研究進展

目前， 國外大多數對軌道交通系統的韌性評價集中在對于抗火災的研究上，針對抗洪澇災害的研究相對較少。 采用的研究方法主要是利用問卷調查法和專家法相結合的方式建立評價體系。本次研究我們也采用了類似的工作思路和方法， 并在此基礎上， 初步建立了天津軌道交通抗洪澇災害的韌性評價體系。 該體系從技術、組織、 社會三個維度來評估城市軌道交通對抗洪澇災害的韌性。 這三個維度可以作為韌性評價的3 個一級指標，在此基礎上再細分了8 個二級指標和20 個三級指標，并建立了初步的評價體系（詳見表 1、表 2、表 3）。

表1 技術韌性評價體系

表2 組織韌性評價體系

表3 社會韌性評價體系

針對形成的初步評價體系， 與天津地鐵6 號線的建設、運營、設計及軌道交通參與者進行充分的溝通和交流， 建立了相關的問卷調查表，發放到設計單位、建設單位、運營單位以及相關專家，目前已完成所有調查問卷的整理。 調查問卷主要涉及對技術、 組織和社會韌性的重要性及具體權重分配。 參與調查問卷的單位或專家，如果有其他的具體建議也可以在調查問卷中說明。

五、相關結論

在前期文獻研究、 調研的基礎上， 得到了軌道交通抗洪澇災害韌性相關的因素， 并對這些因素的合理性及權重進行了問卷調研，在調研的基礎上進行了部分修正，得到如下結論：

1.之前軌道交通領域更多關注的是對于火災研究的韌性，鄭州“7·20”特大暴雨災害造成的災難性后果讓我們意識到城市軌道交通抗洪澇災害韌性的重要性， 所以本次針對天津軌道交通抗洪澇災害的研究非常有必要。

2.研究結果表明，組織韌性高于技術韌性和社會韌性。 組織韌性還需要重點考慮相關主管部門內的組織韌性； 技術韌性中核心的是一些重點點位和關鍵環節的技術標準， 如敞開段部分的技術指標， 部分存在的下沉廣場的技術指標； 社會韌性中很多人員韌性指標對實際運營的軌道交通韌性會產生不利影響， 而周邊站點救援力量分布情況是社會韌性中最重要的因素。

3.軌道交通抗洪澇災害韌性與區域的氣象條件有直接關聯， 所以對比不同城市的軌道交通的韌性一定基于近似的氣象條件。 天津的城市軌道交通抗洪澇災害韌性在華北區域屬于較好的水平， 但是依然存在一些具體問題需要改進。 如一些關鍵區域的市政配套水平較低、目前運營部門與主管部門之間的應急演練不夠充分等。