数字城市 ， 弹性城市通过数字解决方案提供城市弹性

数字城市，弹性城市通过数字解决方案提供城市复原力 2023年10月 目录 1.INTRODUCTION6 2.数字系统如何支持城市电阻？10 3.抵抗能力?22 4.抵抗能力?33 5. 发布人: Arup 弹性城市网络(R-Cities) 作者: 奥利弗·普里查德（Arup）伊索 贝尔·弗农·艾弗里（Arup）乔·普里科皮（Arup） 劳拉·弗罗斯特（Arup ）埃丽莎·蒂拉斯（ Arup）尼尔·沃尔姆斯利 （Arup）莉娜·利亚科 （R-城市）林奈特（R -城市）格拉迪斯·谭（ R-城市） 编辑: 罗斯·菲茨杰拉德 设计/布局: RazvanZamfira URL链接: 此出版物包含指向外部网站的链接。列出的外部网站的内容由其各自的发布者负责。www.resilientcitiesnetwork.org Arup和R-Cities负责本出版物的内容。十月2023 前言 在大曼彻斯特，我们正在以不同的方式进行数字化。我们致力于成为一个数字城市地区，将我们的居民置于我们计划的核心，我们正在努力实现被公认为世界领先的数字城市地区的雄心。我们的数字优先事项显然集中在提供帮助我们城市地区的人们过上更健康、更快乐的生活的好处。 我们认识到，数字环境持续快速发展，为城市韧性带来机遇和潜在风险。数字系统依赖于诸如电力网络之类的基础设施，它们本身相互依赖，并且也是许多其他城市系统的关键依赖，无论是经济，社会还是部分建筑环境。因此，数字可以成为建设弹性城市的一部分，但相反，数字也可以成为紧急情况的原因，或者有助于扩大其影响和后果。 在大曼彻斯特，数字系统通常是灾难管理的核心。河流遥测和气象建模可以实现紧急情况的早期预警 ；数据馈送的自动分析可以帮助在危机中提供态势感知；而数字平台支持应急人员之间以及与公众之间的通信。然而，诸如StormEva之类的紧急情况中断了电源并导致遥测丢失，进而影响了供水 ，或者StormArwe导致电力线中断并导致人们在与紧急服务通信方面面临重大挑战，这些都强调了灾难如何影响我们的数字世界。 作为联合国减少灾害风险办公室（UNDRR）的“使城市具有弹性的2030”（MCR2030）倡议中的一个弹性中心，我们希望在MCR2030区域协调委员会将数字弹性作为主题优先事项时，帮助探索数字弹性这一主题。因此，我们联系了Arp，他是我们数字基础设施咨询小组的主席，是大曼彻斯特治理安排的一部分，也联系了我们的合作伙伴弹性城市网络。我们很高兴本文总结了这种合作的结果。我们希望其他城市发现它有助于思考通过城市主导的活动来建立数字弹性，并通过这种方式来建立城市弹性。 大曼彻斯特首席弹性官 KathrynOldhamOBE博士 前言 随着我们的世界发展，变得更加相互联系，新的关键挑战出现，数字弹性已经成为一种需要，而不是“好的”。数字和数据已经成为弹性系统的重要组成部分，无论是能源、交通还是安全(以及其他许多方面)，都有能力支持和损害城市弹性。本报告展示了数字弹性在城市领域的全球相关性和适用性，借鉴了从北美和南美到欧洲、非洲、亚洲和澳大利亚的几个国际实例。它还加强了综合规划，设计，交付和运营在促进弹性和可持续城市系统中的重要性。我们希望这份报告为政策制定者、从业者和公众提供有价值的见解和实用建议，以利用数字技术并利用数据在决策中的力量，为所有人创造有弹性的社区和更健康的城市。 威尔·卡文迪什 全球数字服务领导者, Arup 城市面临着前所未有的挑战：气候变化、快速城市化以及社会和经济差距。数字系统可以增强城市的韧性，也可以破坏其脆弱的平衡。认识到紧迫性，我们向世界各地的城市提供见解和建议。该报告源于我们的成员城市及其首席弹性官员的需求，寻求有关数字解决方案的支持和知识。它提供了全面的分析和实际建议，以增强城市的复原力。我们致力于数字解决方案利益的公平分配。通过与Visa合作的“未来准备城市”计划，我们为会员城市提供数字时代的工具和技能，解决数字鸿沟并增强脆弱社区的能力。报告中的建议强调包容性和公平准入。深入研究报告，探索发现，并在数字系统和城市弹性的交叉点拥抱的可能性。通过共同努力，我们可以建设技术先进、社会包容、环境可持续和经济繁荣的城市。 莉娜·利亚库全球网络参与总监弹性城市网络 ARUP Arup是一家目标驱动的公司:我们致力于塑造一个更美好的世界。我们通过为人类、地方和地球创造一个可持续的未来来做到这一点。创造力、横向思考和拥抱新事物是我们所做一切的核心。我们本质上是合作的。 弹性城市网络 弹性城市网络是世界领先的城市弹性网络。我们汇集了全球知识 ，实践，伙伴关系和资金，使我们的成员城市能够为所有人建设安全和公平的城市。 1.Introduction 城市人口占世界人口的50％以上，到2050年，这一数字可能会上升到近70％。1支持这一趋势需要“智能”、高效、可持续和有弹性的城市发展。这些目标与数字创新有着内在的联系。 全球城市和城市地区正在嵌入数字技术，并引入新的数字服务，为政府、企业和社区用户提供服务。城市中的人们依赖于有效的关键基础设施系统(例如Procedre能源、水、运输、废水、固体废物和通信)和社会基础设施(例如Procedre健康和社会护理、警察和监狱、消防和紧急服务)在日常生活中。所有这些服务都越来越多地由数字技术支撑。例如，数字系统可以实现金融交易，人与企业之间的远程通信以及我们建筑物的安全性和安全性。它们还允许公共交通和能源传输等基本服务的自动化和管理，并提供高级分析，以预测可能影响城市服务的基线条件或行为的变化。2 近年来，随着新的数字功能不断涌现，技术变得更加广泛和负担得起，这种向数字解决方案的转变加速了。在新冠肺炎大流行期间和之后，对数字解决方案的推动变得尤为明显。如今，人们很容易将看似“看不见”的数字服务视为理所当然。用户体验和无处不在的连接在许多城市（尤其是全球北部 ）创造了无缝的数字层。一个城市的数字基础并没有真正感受到，直到出现问题。可靠、稳健和有弹性的基础设施已被公认为是地方和国家经济增长的关键驱动力。3和低碳经济；城市需要采取以韧性为中心的方法，在其生命周期的各个方面（即规划、设计、运营和维护）实施数字解决方案。 一个有弹性的城市需要一种系统的数字发展方法。这是一个复杂的相互联系的系统，具有自己独特的背景和特征。 图1数字系统 数字层组件 Enablement支持实施数字工具和平台的政策、方案和培训 数字干预设备 数据和软件连接和网络 实物资产和基础设施物理结构可以通过数字系统增强的城市 本报告探讨了数字系统在我们城市中的复杂而不可或缺的作用，并反映了数字技术可以支持和损害城市弹性的方式。它为城市提供了建议，以增强弹性的方式支持数字技术和解决方案的集成。 城市语境中的数字电阻 本文从以下角度考虑“数字弹性”： Ѵ数字系统的弹性：信息和通信技术（ICT）系统抵御网络攻击或自然灾害等外部威胁并从中恢复的能力。 Ѵ通过数字解决方案的弹性：应用数字系统和技术在本地背景下全面建立弹性。4 数字系统已被定义为包括我们访问数字领域的物理资产，设备和网络；生成的数据；创建的服务；以及对人们有利的因素，例如广泛的访问，数字素养和数据培训。所有这些组件都有助于城市或城市地区的“数字弹性”。 数字作为一个复杂的独立系统 为了实现有弹性的城市环境并确保对任何冲击或压力情况做出整体反应，所有城市系统，组织（包括城市和城市区域领导）和公民都需要相互互动。在过去的二十年中，“智能和可持续城市”的愿景加速发展，5导致网络和组织内部和之间的数字系统耦合增加，从而创建关键和复杂的相互依赖关系。例如，建筑资产（道路，铁路，建筑物，水，能源等。）通常依赖于操作技术（传感器，监视，控制），通信技术（WiFi，4G，GPS）和信息技术（处理，匿名化，分析，编程）。6功能。数字技术融入了构成我们城市地区的系统系统中，由于我们都受益于生活中的复杂性，规模和连接水平，现在至关重要。然而,随着系统变得越来越复杂(并且相反地,更易于使用),其复杂性增加。数字网络的一个特点是它们遭受“脆性”故障，其故障点可以概念化，但即使系统在故障点附近运行，目前也很难预测。这导致这些问题被称为“邪恶的问题”，被定义为由于知识不完整和矛盾，涉及的人数和观点，巨大的经济负担以及相互联系而难以解决或不可能解决的问题。这个问题与其他问题。7在所有情况下，在处理复杂和相互依存的系统和“邪恶的问题”时，采取基于弹性的方法是有价值的，即理解以最小的服务中断来预测，吸收，响应，从冲击中恢复和适应冲击的能力，接受意外事件-以及具有意外后果的事件-几乎是不可避免的。 数字系统在城市电阻中的作用 城市韧性是城市系统，企业，机构，社区和个人生存，适应和繁荣的能力，无论他们经历什么慢性压力和急性冲击。8 如城市弹性框架所述，弹性系统有七种特质8，这是弹性城市网络方法的基础。通过牢记这些品质，政府可以通过弹性镜头来看待自己的城市，并能够设计最合适的干预措施来增强跨系统的弹性。数字技术可以帮助提供这些品质。例如： 灵活性：数据平台，数字连接和设备可以通过使用传感器技术，实时运动可视化以及通过应用程序和其他服务进行通信，使旅行者远离拥堵，从而帮助响应不断变化的交通网络需求。例如，Google地图提供通过用户数据获得的实时旅行信息，以（重新）引导旅行者沿着最快的路线到达目的地。 冗余:具有多种形式的连接,例如包括有线和移动网络,其在一个故障时提供冗余,或者将数据保存在数据库或数据存储系统内的两个或更多位置的实践这将确保服务的连续性。例如，互联网服务提供商与移动网络提供商链接以提供无缝的互联网服务. 稳健性:桥梁和建筑物等主要基础设施资产上的传感器可用于监控资产的性能，并提醒运营商迫在眉睫的问题。例如，奥斯曼·加齐伊斯坦布尔的悬索桥安装了390个综合地震传感器持续监测整个结构的应力载荷和稳定性，并在地震活动导致过度振动的情况下发出警报。 9 足智多谋:数据平台和最终用户服务使人们能够快速访问有关满足其需求的替代方法的信息。例如，Airbnb利用其在线寄宿家庭和体验平台和网络，为超过10万人逃离乌克兰冲突提供临时住宿。10 反射率:数据集成可以汇集来自各种来源的数据，以审查交叉系统的性能。机器学习和人工智能可用于根据过去的经验调整操作。例如，使用数字双胞胎城市了解具体干预措施将如何在地面，以及规划和发展方案的可行性。11 Inclusion:数字服务和数字支持可以使人们和社区（包括最弱势群体）更有效，更具包容性的参与，以传播信息或紧急信息，就个人应对措施提供建议，并为城市复原力的联合愿景提供人群贡献。数字系统的设计应注意包括所有级别的数字素养以及可能在访问硬件方面遇到挑战的人。.例如，塞拉利昂弗里敦的一个试点项目塞拉利昂使用经过验证的废物堆积卫星图像为当地妇女创造参与当地废物管理就业的机会，以与家庭时间表和其他承诺相结合的方式。 集成:数据平台允许将资源和服务集中起来，以在系统中建立能力，而数字设备则可以实现不同系统和运营商之间的更大操作集成。例如在中国，制造业通过数字平台集中资源 ，加速复工复产新冠肺炎供应链中断后。 2.数字系统如何支持城市弹性？ 数字系统可以通过更有效地管理组件系统，在系统之间建立更大的集成，帮助消除压力并在冲击情况下提高警报来提高城市弹性。数字化也是加速绿色转型的关键，例如通过减少对资源密集型工程解决方案的需求，更好地管理能源使用和运输，以及影响更可持续的行为。这最终支持居民的福祉，经济和城市环境。 启用因素 城市的数字化发展正在改变我们人、政府和组织之间的文化互动。随着数字化渗透到我们的社会文化世界 ，我们的生活正在网上转移；自新冠肺炎大流行以来，可以说是加速了。 这一举措需要高水平的数字素养和对设备的访问，以确保每个人都可以参与这种混合城市系统。通过使所有公民都能提高他们的数字技能，我们创建了更具弹性和协作性的城市，每个