中國智慧城市災害應急管理能力成熟度評價研究*

陳 航，吳衛東

(延安大學 政法與公共管理學院，陜西 延安 716000)

近年來，伴隨著科學技術的發展和進步，智慧城市建設已成為城市建設和發展的重要內容。從2012年11月首次頒布《國家智慧城市試點暫行管理辦法》[1]，到2020年11月國家標準委最新發布實施的《信息安全技術 智慧城市建設信息安全保障指南》[2]，中國的智慧城市建設雖然起步較晚，但在政策的鼓勵和支持下，也取得了一些成就[3-4]。然而，隨著智慧城市建設在我國的興起，城市災害類型和災害發生頻率也發生了根本性變化。為進一步提升我國智慧城市的災害應急管理能力，必須重新思考并建立起符合我國智慧城市建設現狀的城市災害應急管理能力評價體系[5]。

歐美發達國家在城市災害應急管理能力評價方面的研究起步較早，并積累了豐碩的研究成果。早在1997年，美國聯邦緊急事務管理局(FEMA)就與聯邦緊急事務管理委員會(NEMA)共同研發了應急管理準備能力評估程序(CAR)。此程序將應急管理工作細分為13項管理職能、56個要素、209個屬性以及1 014個指標[6]。我國學界對應急管理的專門研究主要開始于2003年，其中應急管理能力評價長期成為研究的熱點，并且已經取得了較大的進步。孫澤浩[7]以應急管理相關理論為基礎，通過科學調研走訪，將杭州市應急管理能力評價指標分為4個一級指標，14個二級指標，利用模糊分析法分析城市應急管理能力建設存在的問題，并提出提升路徑。楊洋等[8]以災害的全流程管理為切入點，采用德爾菲法和層次分析法(AHP)構建起評價城市災害應急管理能力的三個層級的指標體系，并在我國多個城市進行了實證檢驗。田軍等[9]通過構建城市災害應急能力成熟度模型的三維矩陣，從時間、常態管理和構成要素三個維度切入，將城市災害應急能力分為5個等級，以陜西省延安市為評價對象，證明了該模型的合理性和可操作性。

值得注意的是國內學術界仍然缺乏智慧城市災害應急管理方面的研究成果，對智慧城市災害應急管理能力評價的研究更是鳳毛麟角。與此同時，智慧城市高速發展所帶來的一系列諸如信息安全、數字污染等新型城市災害與傳統的城市災害一起嚴重困擾著城市的可持續化發展[10-11]。針對上述問題，本文采用層次分析法建立了智慧城市災害應急管理能力成熟度評估模型，通過該模型評價我國的智慧城市在災害應急管理中的能力成熟度水平，識別并改進智慧城市在應急管理過程中存在的問題，從而降低智慧城市災害的發生率以及造成的損失。

1 智慧城市災害應急管理能力成熟度評估模型構建

1.1 智慧城市致災因子識別

傳統城市的致災因子主要存在于在自然環境或社會環境中，可以劃分為自然致災因子與人為致災因子。例如，自然環境中的洪水、地震、臺風；社會環境中的交通事故、礦難等。當致災因子在城市的不同組成部分上發生作用時就會引發相應的城市災害，并且一個致災因子可能會引發孕災環境中的其他致災因子發生異動，從而產生新的次生災害[12]。 隨著我國智慧城市建設的不斷推進，人為致災因子中，常規類致災因子的影響盡管依然存在，但是新興技術類因子對于城市災害發生的影響越來越大。目前，城市因新興技術類問題而導致的大規模網絡故障、公民隱私泄露、重要數據丟失等災害發生頻次逐漸升高，嚴重阻礙了智慧城市的可持續發展和城市居民的正常生活[13]。本文經過對相關數據的整理構建起智慧城市災害系統(圖1)。

圖1 智慧城市災害系統

1.2 模型維度和等級設計

針對智慧城市致災因子的復雜，本文將構建智慧城市災害應急管理能力成熟度二維矩陣模型，從兩個維度對智慧城市災害應急管理能力的成熟度進行評價：第一個維度--過程管理維度，也就是時間維度。該維度描述智慧城市控制和解決城市災害的不同發展過程，包括監測預警過程、綜合救援過程、災后重建過程、學習總結過程；第二維度--應急行為管理維度。該維度描述智慧城市在應急管理活動中應該具備的行為類別，包括應急保障、應急控制協調、應急戰略制定、智慧技術運用[14]。智慧城市災害應急管理能力成熟度等級表示現階段智慧城市在災害應急管理方面的總體水平，是本模型最終的評價結果?；谏鲜鰞蓚€維度，在傳統城市應急管理能力評價指標體系的基礎上，本模型重點突出智慧城市在應急管理活動中對智慧技術運用能力的考核，并依此將智慧城市災害應急管理能力劃分為探索級、規范級、優化級、示范級、智慧級等5個不同級別(表1)[15]。

表1 智慧城市災害應急管理能力成熟度等級

1.3 智慧城市災害應急管理能力成熟度模型框架構建

通過借鑒能力成熟度模型的相關內容，并結合我國智慧城市和智慧應急管理的發展現狀，制定出智慧城市災害應急管理能力成熟度模型框架(圖2)。

圖2 智慧城市災害應急管理能力成熟度模型框架

智慧城市災害應急管理能力成熟度框架主體內容包括二維矩陣結構、能力域指標體系以及成熟度等級。評估對象按照上述框架對每個能力域指標進行評估，最后由評估結果給出能力成熟度等級后，智慧城市有關管理部門與組織依據結果進行持續改進。

2 智慧城市災害應急管理能力成熟度評價指標體系構建

2.1 指標體系構建

智慧城市災害的應急管理活動分為以下兩個能力類別：①基于災害生命周期理論，進行應急狀態下的災害過程管理；②基于應急管理活動的實踐邏輯，進行常態化的應急行為管理。基于上述分類，將智慧城市的災害應急管理活動劃分為應急過程管理和應急行為管理兩個能力維度，也就是“過程+行為”。應急過程管理根據時間順序可以分解為監測預警過程、綜合救援過程、災后重建過程和學習總結過程等4個能力類別；應急行為管理根據智慧城市應急管理活動的行為邏輯可以分解為應急保障、應急控制協調、應急戰略制定、智慧技術運用等4個能力類別[16]。在充分考慮我國的地域性差異后，選取山東省、河南省、黑龍江省、陜西省等四個省份共計40位應急管理領域的學者或專業人員。提煉相關文獻中使用頻率較高的、代表性強的指標，并對其進行初步的處理匯總形成能力域指標總集，并采用德爾菲法邀請專家對指標進行考量和篩選，從而確定最終的指標體系(圖3)。

圖3 智慧城市災害應急管理能力成熟度評價指標體系

2.2 能力域指標等級與特征內容

由于篇幅關系，本文僅給出模型中災后重建過程類別和學習總結過程類別指標定性特征描述(表2)。

表2 災后重建過程類別和學習總結過程類別指標定性特征描述

3 智慧城市災害應急管理能力成熟度模型評估實證檢驗

3.1 權重計算方法

本模型由于各指標之間存在重要性方面的差異，因此采用層次分析法計算各個指標的權重數值。具體計算過程如下：

3.1.1構造層次結構模型

在運用層次分析法處理決策問題時，必須首先確定該問題的層次結構，并對該層次結構進行分析，將與問題相關的各類因素進行分類和排序，然后建立起由所有相關因素組成的、互相關聯的層次結構模型。這些相關因素根據性質差異可以分為三個層次：一為目標層，二為準則層，三為方案層[17]。由于本研究的層次結構圖原理與圖3基本一致，所以在此不作贅述。

3.1.2 構造判斷矩陣

在確定任意兩個指標之間的相對重要性時，一般采用標度法進行判斷比較。本研究采用從1～9的比例標度(表3)，用5個不同的重要性程度來判斷兩個任意指標之間的相對重要性，考慮到對于不同精度的需要，可運用兩個相鄰標度之間的數值反映高精度，從而出現從1～9的9個數值，即9個標度。這意味著每次進行兩兩比較的指標數量最多包括9個指標。

表3 指標相對重要性的比例標度

假設共有n個指標同時進行兩兩比較，n≤9，則用1～9標度法對其中所有指標進行兩兩比較，并構建起判斷矩陣B，用bhk表示指標bh與bk的相對重要性之比，從而得到判斷矩陣B表達式：

B=bhk=bh×bk。

(1)

式中：hk=1，2，3……n；bhk>0；bhh=1；bkh=1/bhk。

3.1.3 計算權重

(1)計算判斷矩陣B中每一行各個要素之間的乘積

(2)

(2)采用方根法來求解判斷矩陣B的特征向量及最大特征值，先計算判斷矩陣B每行元素乘積的n次方根。

(3)

(4)

W=(w1，w2，w3，…，wn)T即為所求的特征向量。

(3)計算判斷矩陣最大特征值λmax：

(5)

(4)一致性檢驗。為確保特征向量的權重準確合理，需對判斷矩陣進行一致性和隨機性檢驗[18]。檢驗公式為：

(6)

對于1～9階判斷矩陣的值如表4所示：

表4 平均隨機一致性指標

3.2 評分方法

對專家的評分結果進行整理后，采用加權平均的方法計算所有能力域對應的加權平均分值，然后根據每個能力類和對應的權重計算該智慧城市最終的總得分，最后根據總分值坐落的區間確定該智慧城市災害應急管理能力成熟度所處的等級。要確定某一智慧城市的確實處于該等級，必須是其所有能力類在該等級上得到的加權總分必須達到0.85分以上，并且每個能力域的加權分值都達到0.5以上。分數與等級的對應關系見表5。

表5 分數與等級對應關系

3.3 智慧城市視域下城市災害應急管理能力成熟度評價實證檢驗

本次實證評估的對象為陜西省的省會西安市，西安市是中國西部的中心城市之一，其智慧城市建設水平一直是我國西部地區的領跑者。2022年西安市生產總值11 486.51億元，全市常住人口1 299.59萬人，2022年發生各類生產安全事故131起、死亡129人。其中，道路運輸事故88起、死亡85人；工礦商貿事故41起、死亡44人。西安市的應急管理工作的重點內容涉及地震、洪澇等自然災害和交通事故、工礦商貿安全生產事故等。具體評估過程如下：

1)邀請專家成立評分小組?？紤]到我國的地域差異，本研究邀請的評分小組成員來自15所位于我國不同經濟大區的雙一流以上高校，小組成員為40人，采用線上郵件的方式組織評分工作。

2)收集相關評分材料。本研究以西安市的年度國民經濟和社會發展統計公報、政府應急管理部門的信息年鑒，近5年的城市災害處置應對情況以及相關人員問卷訪談數據作為主要的評分材料。

3)評估分析。通過電子郵件的形式評分表發送給每位專家，專家們根據對西安市在智慧城市災害應急管理方面的資料進行分析，從而形成自己的評分，最后對所有回收的評分表進行整理匯總，并對數據進行評估分析。表6為列舉其中某一專家的災后重建過程類別B3和學習總結過程類別B4的評分表。

表6 某一專家B3和B4能力域評分表(滿分為1分)

4)評分結果解釋。根據指標權對專家的打分結果進行計算，最終形成西安市智慧城市災害應急管理能力類評價加權得分表(表7)。由表7可知，西安市智慧城市災害應急管理的各項能力類的加權總分滿足第4級的等級要求，均高于0.85分，并且每個能力域的加權分值都達到0.5以上；在第5級的各能力類的加權總分為0.42分，明顯低于要求的0.85分，所以未達到該等級。最終A1加權得分分別為4.25分，等級為第4級；A2加權得分為3.93分，則等級為第3級，兩個維度的加權總分為4.09分，表明西安市智慧城市災害應急管理能力成熟度總體等級為第4級：示范級。

表7 能力類評價加權得分表

綜上所述，首先，西安市智慧城市災害應急管理能力成熟度處于第4級：示范級，說明西安市已經將智慧技術廣泛應用于城市災害應急管理過程中的各個環節，傳統的城市災害應急管理模式被淘汰，各種智能技術成為應急管理的常用工具，相對完善的智慧城市災害應急管理模式已經建成，基本上實現了城市災害應急管理的示范化建設。但是在第4級的部分能力類加權總分還未達到0.9分以上，這說明西安市的應急管理能力在示范級上仍有需要繼續改善的空間。

其次，在最高等級“第5級：智慧級”上，西安市最終的加權總分為0.42分，且大部分能力域的加權分值未超過0.5分，可以看到所有能力類得分與要求分值存在較大的差距，表明西安市在應急管理智慧化方面的尚有大量實踐目標和理論目標沒有達成，在發展與應用智慧應急技術等方面的工作還比較欠缺，還未能做到將智慧城市技術與城市災害應急管理進行有效融合，盡管已經初步建立起智慧城市應急管理信息平臺，但集多功能于一體的多元主體參與式的智慧城市應急管理體系仍有完善的空間，距離完全意義上的智慧化災害應急管理還有相當長的一段路要走。

4 我國智慧城市災害應急管理能力提升建議

1)加強智慧城市應急技術的發展投入。目前，我國的智慧城市技術已經相對成熟，各種智慧城市技術在智慧城市災害應急管理中的大規模使用，為政府有效地監測、處置、控制城市災害提供了巨大幫助。但是，我國在智慧城市技術與災害應急管理融合方面的研究和實踐尚處于起步階段，要想促進二者的融合效果得到進一步提升，必須通過財政補貼、金融扶持等方式，全力支持國家高新技術企業的發展，降低該類企業的研發成本，不斷擴大這些企業在智慧技術應用轉化方面的優勢，積極引導這些企業將最新的科研成果和專利投入到災害預警、救災物資調運等與城市災害應急管理密切相關的行業[21]。 同時，政府也要通過優惠性的政策對優秀人才給予全方位、高福利的政策保障，以提升智慧城市應急管理專業人才的儲備[22]。

2)構建多元主體參與的智慧應急網格化管理。盡管智慧城市災害的應急管理活動需要政府的主導，但是智慧城市中其他主體的作用也不能被忽視。由于城市災害具有緊迫性和突發性的特點，這就需要政府部門快速決策，并及時凝聚各方力量，盡可能提高響應時效[23]。很明顯，這就必須打破各個主體之間固有的聯系壁壘，改變各部門、各行業以及各組織間各自為政，難以協調的問題。因此，需要強化應急管理及智慧治理統籌協調功能，將智慧城市理念與城市災害應急管理相結合，推進智慧應急網格化管理和服務。政府應該借助智慧城市強大的信息化能力，不斷健全“數字化+網格化+多元化”的線上與線下相結合的城市災害應急管理工作機制，不斷強化政府的統籌能力，最終實現一體化的智慧城市災害綜合治理格局。

3)優化智慧應急管理的安全防范能力。智慧應急管理的安全防范能力主要體現在兩個方面，第一個方面是信息安全，第二個方面是智慧基礎設施的保護。就信息安全來說，隨著智慧應急管理信息數據量的增長，數據安全的重要性也在不斷顯現出來[24]。如何保證數據不會丟失或者被不法分子竊取和破壞成為一個重要的問題。因此，必須通過制定法律法規、升級安全技術、建立備份數據庫等綜合手段來確保數據安全。智慧基礎設施的保護在智慧城市的研究中一直是一個容易被忽視的話題，然而當智慧城市與災害應急管理相結合時，如何保證智慧城市各個功能模塊在災害發生時能夠繼續發揮作用并助力災害治理就成為一個極其重要的研究課題。智慧城市對網絡、電力等要素有著強大的依賴性，而城市災害發生時，電力系統和網絡系統往往會受到嚴重的破壞，導致整個城市功能陷入癱瘓。因此，為了保證智慧城市技術在應急管理中能夠持續發揮作用，必須對城市的相關基礎設施進行防災化升級改造，并建立備用的應急動力和通信線路，全面提升智慧城市應急管理的安全防范能力。

現階段，自然災害和人為事故仍不斷襲擾著我國的各個城市，嚴重威脅著城市居民的生命財產安全，并且嚴重阻礙了智慧城市的可持續發展。然而，傳統的城市災害應急管理能力評價體系無法準確識別智慧城市應急管理的薄弱環節[25]。所以，必須建立起與我國智慧城市發展相契合的智慧城市災害應急管理能力評價體系，幫助我國智慧城市災害應急管理部門能夠準確識別智慧城市災害應急管理中的不足之處，并及時進行改進，以消除智慧城市技術中隱藏的信息孤島、數字官僚、網絡謠言爆炸等風險，全面推進具有中國特色的智慧城市災害應急管理體系的建設。

5 結論與討論

本研究運用層次分析法，構建起涵蓋30個能力域的智慧城市災害應急管理能力成熟度評估模型，并以西安市智慧城市應急管理能力為評估對象對模型進行了實證檢驗，檢驗結果表明該模型可以更加準確地識別智慧城市災害應急管理能力的水平和存在的不足，本文的研究結論如下：

1)目前，我國智慧城市災害應急管理能力的平均等級為第4級，即示范級。這說明我國智慧城市災害應急管理的發展已步入正軌，具有智慧化理念的應急管理模式已經形成。但是，總體上看與智慧級應急管理相比差距明顯，并且，示范級能力域中的部分指標仍有進一步提升的空間。

2)智慧城市災害應急管理不等于智慧應急管理，隨著我國智慧城市建設的不斷推進，城市災害應急管理必須在各個方面實現智慧化改造，打造兼具技術智慧化和管理智慧化的智慧城市災害應急管理體系，以適應新的城市發展模式。

相比于以往關于城市災害應急管理的研究，本文以智慧城市的災害應急管理能力為研究對象，符合現階段城市發展的趨勢，并運用層次分析法構建起智慧城市災害應急管理能力成熟度評價模型，為城市災害應急管理研究提供了新的內容。但是，由于本文的數據范圍有限，使該評估模型無法涵蓋所有相關指標，不能完美地評估智慧城市災害應急管理能力成熟度等級。但是，本評估模型仍可以為今后智慧城市的應急管理評價提供借鑒和方向，同時也為我國智慧城市應急管理的實踐發展提供一定的理論指導。