智慧城市韌性——日本應(yīng)急響應(yīng)和協(xié)調(diào)工作經(jīng)驗（分享篇）
一、日本應(yīng)急響應(yīng)和協(xié)調(diào)工作經(jīng)驗
日本中央政府于2007年2月啟用了緊急預(yù)警系統(tǒng)，為市民提供了應(yīng)對自然災(zāi)害的計劃和解決方案。2011年3月11日，日本發(fā)生9.0級地震，此后數(shù)分鐘發(fā)生了9.3米高的海嘯，該系統(tǒng)經(jīng)受了考驗。
海嘯造成大量人員傷亡，對日本東北部的城鎮(zhèn)造成嚴重破壞，500多萬人被困在東京都內(nèi)的工作地點等場所。然而預(yù)警系統(tǒng)有效防止了海嘯產(chǎn)生更大的影響：新干線列車在探測到地震的第一股震感時自動停車，沒有列車脫軌，也沒有高架橋倒塌。日本的救災(zāi)體系派遣了近28000名警察和消防員，搭建328個避難所，幫助民眾從災(zāi)難中復(fù)原。
二、危機規(guī)劃、協(xié)調(diào)準備和恢復(fù)
世界各地的城市都越發(fā)重視規(guī)劃、準備和應(yīng)對日益增多的自然災(zāi)害，如極端天氣、洪水、高溫和缺水等。日本是位于“太平洋火環(huán)”火山地帶的島國，很容易受到極端天氣和自然災(zāi)害（特別是地震和海嘯）的影響。日本城市的市政當(dāng)局作為實施防災(zāi)和救災(zāi)的中央?yún)f(xié)調(diào)點，直接負責(zé)開展應(yīng)急行動。在2011年3月日本發(fā)生大地震和海嘯后，東京都政府向公民、企業(yè)、社區(qū)和緊急救援力量（轄區(qū)消防隊和救護車）在內(nèi)的各利益相關(guān)方提供了關(guān)于救災(zāi)措施的指導(dǎo)，以及關(guān)于地震和海嘯影響的資料和緊急避難所的位置信息。
東京都防災(zāi)中心于1991年成立，是東京都政府下屬災(zāi)害管理組織的中央聯(lián)絡(luò)機構(gòu)。該中心還負責(zé)確定和發(fā)布防災(zāi)措施的指示。移動運營商、電視和廣播頻道、公用事業(yè)和運輸公司以及技術(shù)供應(yīng)商也與國家和市政府機構(gòu)合作，參與規(guī)劃、應(yīng)急和恢復(fù)階段的工作。
日本的抗災(zāi)方案由技術(shù)供應(yīng)商NEC開發(fā)，包括觀測系統(tǒng)、信息收集能力、數(shù)據(jù)分析和決策輔助和智能預(yù)警系統(tǒng)，并以互操作的方式連接在一起（見圖1）。該系統(tǒng)利用地震儀探測地震引起的第一道沖擊波(主波或P波)。然后，計算機對該波進行分析，并估計第二波（二次波或S波）的強度。如果震波超過一定的閾值（5級），就會通過J-Alert系統(tǒng)發(fā)出警報（J-Alert，全國瞬時警報システムZenkoku Shunji Keiho System）。
2011年3月發(fā)生的大地震中，日本海底觀測系統(tǒng)和建筑地震儀在14:46:48檢測到P波。S波在14:47:17爆發(fā)，由此給日本提供了29秒的窗口期。日本氣象廳在這極短的時間段內(nèi)采取了一系列行動：
1.三大移動網(wǎng)絡(luò)運營商NTT DoCoMo、Au和軟銀移動利用手機廣播服務(wù)系統(tǒng)，用五種語言向手機用戶發(fā)送了地震的警告信息（根據(jù)2007年的法律規(guī)定，所有的3G手機均能收到該項服務(wù)）。
日本廣播公司（NHK）向民眾發(fā)出警報：電視中彈出預(yù)計將發(fā)生地震的警報，顯示了震中并確定了將受到嚴重影響的地區(qū)，電臺也傳送了類似的信息。
2.在東京，根據(jù)東京都政府的預(yù)案，新干線列車收到了停止運行的警告，東京的地鐵被疏散，外科手術(shù)停止，天然氣被切斷，核反應(yīng)堆收到了進入關(guān)閉程序的命令。羽田機場和成田機場的所有跑道均被關(guān)閉，前往這兩個機場的86個航班變更目的地。東京電力公司開始做好停電準備和電網(wǎng)按優(yōu)先級配電的工作，醫(yī)院、發(fā)電廠和核電站、交通管制機構(gòu)以及負責(zé)收集和分析數(shù)據(jù)的政府機構(gòu)的優(yōu)先級較高。
3.吊車放下貨物，汽車停駛，工廠生產(chǎn)線暫停，警察、消防隊和醫(yī)院等緊急服務(wù)機構(gòu)收到信號，提高準備級別。
日本氣象廳開發(fā)的綜合緊急警告系統(tǒng)（見表2）凸顯了智慧城市的能力，即在自然災(zāi)害的協(xié)調(diào)階段，如何從觀測系統(tǒng)中持續(xù)獲取數(shù)據(jù)，并將其輸入數(shù)據(jù)處理平臺。隨后，這些平臺可以快速生成準確的信息，傳送給個人和公司，同時幫助各應(yīng)急隊伍（警察、消防隊、醫(yī)院）做好準備。任何全面的智慧城市災(zāi)害解決方案的骨干都是由技術(shù)供應(yīng)商和電信運營商負責(zé)運行的信息和通信技術(shù)（ICT），再由公共機構(gòu)的運營管理部門進行監(jiān)督。
表2. 日本氣象廳制定的救災(zāi)方案（來源：GSMA分析報告，依據(jù)NEC災(zāi)害解決方案的信息）
在救災(zāi)階段，需要對主干信通技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施進行評估，以確定是否需要進行任何維修和恢復(fù)。例如，東京都政府有一本手冊，涵蓋了一系列必須完成的措施和任務(wù)。日本的移動運營商也制定了適用于不同災(zāi)害情景的移動基礎(chǔ)設(shè)施救災(zāi)方案。該方案是在2011年3月地震后實施的，包括以下內(nèi)容：
1）提升網(wǎng)絡(luò)抗災(zāi)能力，建立復(fù)原方案：為防備廣域災(zāi)害，關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)功能應(yīng)分布在多個區(qū)域。2011年地震后，NTT DoCoMo還決定建設(shè)100個高抗災(zāi)能力的 "大區(qū) "站。在發(fā)生大面積災(zāi)害或停電時，能夠為35%的人口提供移動通信。網(wǎng)絡(luò)配備24小時備用蓄電池，并可使用太陽能、風(fēng)能等替代性電源，確保在長期停電后也能正常運行。
2）提升當(dāng)?shù)鼐葹?zāi)地點的重連接和重新建立移動通信覆蓋的能力：
3）建立災(zāi)后信息傳播的可靠手段：
4）在災(zāi)害期間和災(zāi)后救援期間提供服務(wù)和解決方案:
通過部署安裝在車輛上的基站，并將燃料和救災(zāi)物資運送到現(xiàn)場，為當(dāng)?shù)卣?、醫(yī)院、學(xué)校等提供支持。自然災(zāi)害發(fā)生后，必須審查一個城市或區(qū)域的抗災(zāi)戰(zhàn)略，找到弱點和差距。例如在2011年3月日本地震期間，人們希望從單一來源獲得一般信息。雖然許多人使用微博服務(wù)Twitter向朋友和親戚通報自己的情況，但受災(zāi)人員很多并沒有Twitter賬戶。
為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，日本政府2012年9月開始了為期一個月的新的中央門戶網(wǎng)站試點，該門戶網(wǎng)站可以在緊急情況下傳達從眾多政府機構(gòu)收集到的關(guān)鍵信息，以提高公民在自然災(zāi)害后的安全性。該門戶網(wǎng)站提供的信息包括停電、天氣預(yù)報和天氣系統(tǒng)、交通阻塞和替代路線。該門戶網(wǎng)站還提供Twitter式的功能，使所有人都能利用它留下個人信息。這些服務(wù)現(xiàn)已固定納入主網(wǎng)站。
危機響應(yīng)過程中大數(shù)據(jù)的重要性
城市處理、存儲和共享大量數(shù)據(jù)（大數(shù)據(jù)）的能力對于增強其抵御自然災(zāi)害的能力和備災(zāi)能力至關(guān)重要。例如，日本政府實施了一個監(jiān)測輻射的協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)分配項目，位于農(nóng)田、公園、辦公室、危險區(qū)和疏散區(qū)的具有SIM功能的設(shè)備利用移動網(wǎng)絡(luò)傳輸輻射測量數(shù)據(jù)。市政府利用這些數(shù)據(jù)讓公眾遠離檢測到高輻射的地區(qū)。
海嘯會增加土壤的鹽度，使其不適合農(nóng)業(yè)耕種。國家環(huán)境委員會目前正在資助開發(fā)一項新技術(shù)，通過儲存、共享和分析土壤濕度、溫度和鹽度水平，可以將海水淡化處理時間從兩年縮短到四個月。
智慧城市韌性：結(jié)論
一個城市有效應(yīng)對自然災(zāi)害的能力，在很大程度上取決于它對包括移動網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的信息通信技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的使用，以有效地接收、處理、分析和重新分配數(shù)據(jù)，并調(diào)動各種城市服務(wù)。美國、阿塞拜疆等國政府借鑒了日本的做法，并將其作為本國預(yù)警和救災(zāi)系統(tǒng)的藍本。以下是日本的緊急預(yù)警系統(tǒng)給全球城市帶來的一些重要啟示：
1、在日本，國家應(yīng)急方案由中央政府制定，而城市則成為災(zāi)害發(fā)生時的中央?yún)f(xié)調(diào)和應(yīng)對單位。
2、災(zāi)前和災(zāi)后的每一秒鐘都需要有一個詳細的步驟指南。該指南描述了在各個地點和不同時間所有需要開展的工作，并分配所有必要的責(zé)任。
3、在城市危機規(guī)劃、協(xié)調(diào)和復(fù)原的整個過程中，移動運營商的參與至關(guān)重要。移動網(wǎng)絡(luò)需要加強，以連接包括警方、醫(yī)院和核電站在內(nèi)的所有相關(guān)部門，以補充現(xiàn)有的專用網(wǎng)絡(luò)。移動網(wǎng)絡(luò)還需要用來連接各種傳感器，以監(jiān)測陸地和海洋的變化，并準確測量關(guān)鍵參數(shù)，如風(fēng)速、波浪、輻射和鹽度。移動通信連接需要與不同類型的觀測系統(tǒng)和全球衛(wèi)星系統(tǒng)相結(jié)合。
4、城市收集、處理、分析和分發(fā)來自各種傳感器網(wǎng)絡(luò)和整個城市生態(tài)系統(tǒng)的信息的能力對復(fù)原力至關(guān)重要。這種能力取決于技術(shù)供應(yīng)商、軟件公司、集成商和電信運營商之間的有效協(xié)作。一旦建立了處理、存儲和共享大量數(shù)據(jù)所需的基礎(chǔ)設(shè)施，也會給包括移動運營商和技術(shù)公司在內(nèi)的許多利益相關(guān)方帶來新的商業(yè)機會，他們可以利用云服務(wù)、數(shù)據(jù)分析和商業(yè)智能為消費者和企業(yè)創(chuàng)造新的服務(wù)和應(yīng)用。
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