2024 年 10 月 13 日是第 35 个国际减灾日，今年的主题是 “赋能年轻一代、共筑韧性未来”。韧性（Resilience）一词源自拉丁文resilio，意为“弹回”。韧性（Resilience）是指能够应对、吸收、适应风险并及时有效地从灾害影响中得到恢复的能力。

如图 1 所示，韧性(Resilience)是衡量一个系统遭遇外部作用时，抵抗并恢复系统功能的能力，以图1所示的韧性曲线描述系统受地震灾害影响时功能的变化过程。

图1  韧性曲线

“韧性城市”是指城市或城市系统能够化解和抵御外界的冲击，保持其主要特征和功能不受明显影响的能力。也就是说，当灾害发生的时候，韧性城市能承受冲击，快速应对、恢复，保持城市功能正常运行，并通过适应来更好地应对未来的灾害风险。

韧性的概念基本涵盖了三个要素：一是具备减轻灾害或突发事件影响的能力；二是对灾害或突发事件的适应能力；三是从灾害或突发事件中高效恢复的能力。

信息通信系统作为城市生命线工程重要组成部分，智慧城市建设的基石，城市运行监测和应急响应与救援的核心保障，在韧性城市建设中扮演着至关重要的角色，它不仅关系到城市的基础设施建设和智慧城市发展，还涉及到风险管理、应急响应、数据安全和社会参与等多个层面，是提升城市韧性的关键因素。

一、城市信息通信工程韧性研究的意义

在过去的10年中，通信系统在我国迅速发展，民众的日常生活高度依赖信息通信系统的正常运行，移动支付、网购、外卖、共享单车、直播遍地开花，使得人们的生活方式发生了巨大变化；数字化社会的全面渗透使得通信网络成为社会运转的重要支撑。一旦通信网络受损，可能会导致社会运转的混乱，如无法联系出租车、在线支付无法进行等问题，在郑州7.20暴雨中得到了体现，通信基础设施的损毁，对数字化社会产生了深远的影响：

（1）日常生活的中断：通信中断中，居民的日常生活受到了显著影响。由于互联网服务的中断，手机支付系统宕机，共享单车无法开锁，外卖平台暂停下单，这些数字化服务的中断迫使居民转而使用传统的现金支付方式进行购物，导致超市和便利店排起长队。一些居民由于未备有现金，甚至连购物结账都成为难题。

（2）城市运转的混乱：数字化城市的基础设施依赖于稳定的通信网络。通信基站的大面积退服和多条通信光缆的损毁导致数万用户通信服务受到影响，进而影响了城市的运转。

（3）紧急救援的阻碍：通信网络的中断还对紧急救援工作造成了阻碍。在灾害发生时，通信网络是紧急救援协调的关键工具。然而，通信的中断导致救援队伍难以及时获取关键信息，从而影响了救援效率。

（4）社会治理的挑战：通信基础设施的损毁还对社会治理提出了挑战。在数字化时代，政府依赖通信网络进行信息发布、民众沟通和社会管理。信息通信中断导致政府难以及时发布重要信息，民众也难以接收到这些信息，从而影响了社会治理的效果。

（5）经济活动的停滞：通信网络的中断还影响了经济活动。企业无法进行正常的远程办公和数据交换，金融市场交易受阻，供应链管理混乱，这些都对经济活动造成了负面影响。因而，自然灾害袭击后若造成通信系统的较长时间中断，将带来难以忍受的社会生活秩序混乱，以及难以估量的直接和间接经济损失，并且间接经济损失将远高于通信系统的直接经济损失。

二、自然灾害对信息通信系统影响

极端自然灾害是人类必须面对的突发事件，极端自然灾害往往造成大范围的破坏和生命损失，极端自然灾害包括以下事件：

🔹地震；

🔹洪水；

🔹火山喷发；

🔹滑坡；

🔹飓风；

🔹野火、山火；

🔹龙卷风；

🔹雪崩；

🔹暴风雨等。

自然灾害的风险预警与信息通报不足，如暴雨、台风等气象灾害预警时间、空间、等级、雨量的精准化及应急信息发布、通报、传播范围和频率不足，地震等灾害尚无法预报，导致公网无法有效的进行标准化、可视化、实时化的准备。同时由于灾害发生位置随机性，偏远地区特别是在农村地区，由于资源调配难度大，通信恢复工作可能会更加缓慢，造成应急救援难实现；极端自然灾害对通信网络的影响是多方面的，主要包括以下几个方面的风险：

1  信息通信基础设施损毁

极端自然灾害如暴雨、洪水、台风等可能导致通信基础设施，如基站塔台、电线杆和光缆等遭受物理损害。例如，在郑州暴雨中，基站塔台被洪水浸泡，电线杆被折断，这些都直接影响了通信网络的正常运行。

2  信息通信基础设施供电中断

电力中断是导致通信中断的关键原因。基站通常配备的蓄电池只能应对短时间的断电，一旦超出电池续航时间，基站便无法继续工作。此外，应急柴油发电机和应急移动通信车的使用也受到道路通畅情况的限制。

3  网络拥塞和中断

在灾害发生初期，由于公众对信息的迫切需求，通信业务量通常会激增，这可能导致网络拥塞甚至大面积通信网络中断，给救灾行动带来严重影响。在汶川地震发生后，交换机呼叫次数激增，造成了一定程度的网络阻塞。

三、信息通信系统抗灾韧性发展思考

实现城市韧性的目标，信息通信系统的韧性研究是重中之重，对于庞大复杂、组成架构各异的城市信息通信系统，如何定义和规划它的韧性？在发生重大突发的灾害或事件后希望达到何种水平的功能状况？采用何种措施能够确保达到预期的功能水平？加强系统中的哪一个环节更合理、有效？这些都是亟待开展研究的问题。因此信息通信系统抗灾韧性应考虑以下几个方面：

1  信息通信系统灾害源研究

以自然灾害和事故灾害大数据统计为基础的，影响通信基础设施破坏的自然灾害和事故灾害分析；调研城市附近灾害的环境，对城市潜在发生的灾害源进行风险评估，从而确定影响城市的主要灾害源是什么，影响的程度如何，城市在潜在灾害源下的高风险区处于什么地方，从而可以采取措施去减轻灾害。

2  灾害下通信系统灾害易损性研究

城市灾害易损性指城市在遭受灾害时容易受到损伤的程度。通信系统的灾害防御分类及分类对应的预防标准、预防目标不同，同样大小的灾害，在不同的国家、不同的城市甚至城市内不同的街区造成的损失都不尽相同，其主要原因就在于承灾体的易损性不一样。一般说来，一个布局合理、灾害设防程度高、基础设施健全的地区，其灾害易损性较低。通过建立信息通信系统易损性数据库，合理研究通信系统在灾害中的反应、破坏现象、破坏机理，建立信息通信系统易损性和功能恢复数据模型库，依据此数据库模型可评估现网信息通信系统抗灾易损性，做到科学预防加固和网络优化，同时针对新建通信网络给出合理防灾减灾设计规划，保障通信系统灾后畅通、减小灾害损失。

3  通信系统灾害发生时的自适应性研究

灾害发生后城市是否有能力迅速恢复正常是衡量城市韧性能力的一个重要标准，自适应性内容包括城市通信系统灾害应急预案研究，通信系统设施冗余研究，城市灾后的可恢复能力研究，城市通信应急设施的建设规划研究等。

4  信息通信系统抗灾韧性评价体系

信息通信系统抗灾韧性评价体系是实现对信息通信系统自然灾害的破坏的科学预测、干预和管理的有效手段。为了快速实现通信系统灾害韧性评估，需要建立自然灾害危险性模型，以明确不同省市自然灾害风险的发生周期及概率；建立自然灾害下信息通信系统的破坏损失模型；明确不同自然灾害下通信系统的损失状态及发生概率；建立不同程度自然灾害应急通信需求模型及震后应急的组织及响应模型，明确震后应急通信组织的时间及需求状态；并建立信息通信系统评价标准，评价现有和拟建的信息通信网络抗灾韧性，确保城市信息通信系统在灾害下的安全可靠运行。

5  信息通信系统韧性的科学管理、政策研究

研究城市通信系统灾害风险评估的科学规划方法，通过灾害风险评估掌握城市不同区域所面临的灾害风险程度，明确城市通信系统在安全方面存在的问题，合理确定通信系统规模扩大、空间拓展、结构调整方面所面临的安全门槛，进而可以有针对性地优化城市通信系统的发展布局方案，对各类防灾基础设施进行合理的布局和配置，集中力量防备那些风险高的区域，降低城市信息通信系统灾害风险，从而更有效地提高城市的韧性能力。充分利用大数据技术辅助进行城市防灾规划的编制，通过对城市灾害源、承灾体相关信息的采集、仿真、分析、处理、评估，制订科学、合理、有针对性、操作性强的防灾减灾规划和防灾减灾辅助决策系统。

综上所述，极端自然灾害造成信息通信基础设施的损毁，不仅影响了居民的日常生活，还对社会治理、经济活动和应急救援等产生了深远的影响。随着灾害的不断发生，在数字化、智慧化与安全发展并不是对立的两面的前提下，数字化、智慧化城市建设需要考虑城市抗灾韧性，而信息通信系统作为城市运行的基石，如何在面对极端自然灾害等“天灾”时，保持信息通信网络的稳定，提升城市信息通信系统抗灾韧性势在必行。

作者简介

孙国良，中国信息通信研究院泰尔系统实验室高级工程师，长期从事信息通信系统抗震防灾研究，主编完成GB/T2424.25《环境试验 第3部分:试验导则地震试验方法》，YD/T 5249-2019《电信设备振动适应性检测规范》等国家和行业标准。主持完成《典型通信设备的易损性数据库和功能恢复特征模型库研究》《大型数据中心抗震问题研究》《核电厂设备抗震问题研究》《数据中心隔震现状研究》等多项课题，在正式刊物上发表论文 10余篇。

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