数字技术对韧性城市物质系统的重塑及数据要素的渗透整合将对城市韧性产生内生性影响,能够提高城市在面对外来冲击时的智慧性、冗余性和相互依赖性,从而提升城市基础设施韧性和城市生态韧性,但在此过程中也存在潜在风险。
数字化转型不断推动韧性城市物质系统数字化,进而呈现智能化和智慧化特征。伴随数字技术发展,数据要素会逐渐渗入基础设施系统、防灾系统、环境系统、生态系统等,形成如智慧交通、智慧电网等智能化、智慧化物质系统,并通过数据平台整合在城市系统中。第一,公共服务设施数字化。通过物联网技术将城市基础设施数字化并串联起来,尤其是供水、供电、供气、供热、交通等关系到居民基本生活的公共服务设施,在遇到突发灾害时自动检测、实时传达,构建出基础设施无缝互联的全方位立体化网络,在网络中,分散的基础设施成为综合集成网络的一部分,在一部分受灾时能获得其他部分支持,相互协同维持核心功能运转。第二,设施维护精准化。通过详细的信息收集和分析对城市基础设施、公共建筑及市政项目特别是生命线工程增加项目维护、分段翻新以及对核心功能设施有针对性地增强承灾力和坚固性,且能够更为合理地调节相似功能组件的冗余度和备用性。第三,灾害防控科学化。城市决策者通过数字化立体网络实时获得灾害预警、关键设施运转状况等信息,通过实时掌握城市规划、建设总体情况,进行科学规划与安全性评估,避免无序开发导致的人为灾害、次生灾害。第四,环保开发系统化。数字要素聚集有利于系统看待城市生态,维持城市中生物栖息与人类建设的平衡状态,为城市协调统筹环保与开发提供基础。
基础设施智慧化能提升社会系统对物质系统的控制程度,从而提升城市在面对冲击时的反应速度和反应能力,但这种控制的达成以数字技术应用为基础,以精密的电子仪器为物质载体,以控制平台为依托。转型过程中面临以下新的风险:第一,物理安全风险。传感器等精密仪器受环境威胁,供电不足、电子干扰、静电、恶劣的温度湿度条件等不良的工作环境都会对仪器的灵敏度、精确度、器件寿命产生影响;在如地震、台风、洪涝等自然灾害甚至战争这样巨大的外来冲击面前,电子仪器对运行保护措施和人员维护的依赖更强、更为脆弱。第二,功能安全风险。智慧化的物质系统在加强控制的同时也使切断控制更为容易,一方面例如操作失误、软件故障、硬件老化等问题都会给智慧化的物质系统带来风险;另一方面在接入平台时的操作系统安全漏洞问题、杀毒软件安装及更新问题、使用U盘和光盘导致的病毒传播问题以及网络设备故障等都会影响物质系统功能的正常发挥及稳定运行。第三,信息安全问题。物质系统数字化转型过程中不可避免地会使用通用的PC服务器和终端产品,这些通用软件系统很容易遭到来自企业内网和互联网的病毒、木马和黑客的攻击,不仅对平台系统控制基础设施、防灾系统等造成威胁,而且可能使物质系统所产生的数据泄露从而产生信息安全问题。例如,智能电网就是将数字技术与物理电网高度集成而形成的,任何细小的信息安全问题都可能波及电力系统的安全、稳定、经济运行,造成不可估量的政治影响和经济损失。 物质系统在数字化转型中面临的新风险会加剧物质系统在面对外来冲击时的脆弱性,进而降低城市韧性。