[摘要]韧性城市建设已成为世界主要城市提升复原力、提高社会福祉安全的重要目标导向。作为韧性城市的核心指征,冗余能够帮助城市有效降低灾害风险,促进城市适应并快速恢复。存在于社会系统中的冗余在吸收干扰与应急补救方面没有发挥出应有的功能。冗余效度需要结合系统结构和具体时空环境进行细分。科学的冗余机制构建需要持续优化系统性能、不断推进科技创新、多个系统组织间适应性的培养。
[关键词]冗余;效度;机制
一、复杂的城市系统与不确定的风险环境
复杂的经济社会组织,自然与社会灾害风险的加剧,加大了城市应对自然与社会风险的承重压力,也增加了城市的脆弱性。詹姆斯?汉森等()认为人类活动加剧了气候异常波动,干旱、风暴潮、洪水、热浪等极端气候又加剧了城市系统的风险,城市自然吸收温室气体排放的能力正在减弱(卡纳德利等,)。卡尔?波兰尼认为,现代社会由一种双向力支配,即不断扩张的市场力以及制约市场的反向力。城市也正经历着这样一种双重作用力——城市的不断扩张与风险对城市的反向作用。城市系统兼具稳态与动态,物理空间系统与社会空间系统有机杂揉在一起共同支撑起了城市的骨架血肉。从系统思维的角度讲,城市、环境、灾害风险都属于系统性的存在,风险灾害系统具有较强的不确定性,而城市只有具备了足够的弹性,才能在经历冲击与变化时吸收干扰并进行重组,保持基本功能。城市是一个复杂的组织系统,需要科学设计以适应动荡和不确定的环境。灾难响应的弹性可以使城市系统预测变化并建立适当的机制应对不断的变化。系统思维下,韧性、适应力、冗余等工程、生态领域的思路做法被借鉴到城市系统中,在应对复杂的风险灾害时,城市系统需要具备可持续的韧性。冗余对于复杂城市系统而言意味着什么?冗余是促进还是破坏系统弹性?如何准确设计安排冗余以应对不断变化的风险冲击,进而提升城市系统的韧性与适应性?冗余机制能否有效地辅助风险治理,而不是成为系统高风险、低效率的代名词?解决这一系列问题需要将冗余嵌入城市系统结构与灾害风险类型中,进行细致地匹配与推敲。
二、城市空间系统的冗余机制
冗余意为备份、交叉或复制,它可以激活系统能量,增加系统的链路和功能,城市的物理和社会系统受到环境干扰冲击时,能够通过内在的调适渐变,增强抗压能力。工程学中,冗余指在主单元发生故障或停滞的情况下仍然执行任务或功能的能力(马丁?兰杜,)。现实世界中,人们很难对冗余的表现方式进行明晰地界定,理论上,冗余与系统的安全性之间存在着线性关系,系统中冗余机制是由技术杠杆支撑并完成的。作为一种精心设计的“社会系统”和“技术系统”,冗余能够增强城市的弹性与适应力
(威奇和普夫鲍姆,;索尼娅?德皮斯奇,)。城市物理空间系统和社会空间系统都需要备份的方案、组件,以及反思性的计划流程等,以确保在不确定的内外环境中安全稳健地运行。城市生命线工程、地下空间系统、建筑物、交通网络、信息基础设施等物理空间系统中,冗余提供了额外的补损止损机制,以吸收风险灾害冲击,提升其他关键部件的可靠性,如分布式基础设施网络与资源储备、科学的土地与空间规划。考虑到灾害风险的连锁性、破坏性、冲击性,以及风险隐患可能造成的持续性影响,对于高密度地区的气象条件、土壤与地下水特征、水文条件、水体环境、排水系统等的预测预警、应急响应、恢复重建等,利用技术工具提供冗余备份,可能有效地降低城乡区域建筑、人口、生态环境、生命线工程等的风险值,有效地平衡安全需求和应急需求。社会空间系统同样存在预防性和弹性的冗余机制设计。如对组织不确定事件进行预警、识别,建立一套规避风险的程序。
高度复杂的组织系统中,模块化的管理、多样化的工作和就业资金的获取、积蓄能力、技能培训、人事安排、信息传递等都可以视为冗余机制,它能够影响组织的安全性与效率。
根据城市复原力框架()的描述,冗余可以阐释为多样性、灵活性、包容性。多样性能够增强或变换系统的关联,建立新的关联与耦合。城市构筑物和公共服务需要多样化的组合,才足以支持城市安全、交往、流动等功能,如自然湿地和人造堤坝有助于避免恶劣环境的损害。物理空间的分布式基础设施网络与资源储备、数据中心至少具有两个光纤入口点和两个满足接入间的要求,以端接光纤并将其分配给IT工作负载,以确保在数据中心内外都具有适当程度的物理多样性。城市系统必须提供冗余的互连位置和多样化的长途光纤接入,才能够保持微观层面的多样性。社会中种类多样的企业组织,多样化的就业机会和政策支持机制,这些多样性能够产生出更多的关联,创造更多的需求,能够产生多种可能的迭代。有助于公民积极应对城市中不断变化的状况,而不会损害他们的福祉。多样化能够生产出更多的经济关联,制造更多的需求,在多样性的基础上迭代出更多的多重性。
灵活性意味着可以渐进修正、适应。面临灾害冲击或压力时能够快速找到方法去应对解决。通过冗余设置,充分利用可资利用的资源,为系统适应环境变化提供灵活的辅助。这实际上相当于一种知识库存,没有一个明确的目标,但最终面对不确定和动态环境时是可用的。这表明冗余是一种潜在的资源,针对不同的情况可以灵活地部署。城市交通信号系统具备灵活的降级和后备运营控制模式,能够通过冗余设计做到无扰切换;多模式系统可以保证在出现故障或需求激增时提供替代选项来融合冗余和灵活性。基于冗余的ICT服务可实现安全的通信和信息访问,包括紧急服务的协调。系统中冗余的灵活性还体现在跨越功能与职能的替代上,跨功能或职能的冗余设置较多出现在社会系统空间。
包容性表现为城市系统
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