14個(gè)有價(jià)值的城市安全系統(tǒng)學(xué)理論基礎(chǔ)問題

吳 超教授

(1.中南大學(xué) 資源與安全工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410083；2.中南大學(xué) 安全理論創(chuàng)新與促進(jìn)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410083)

0 引言

2020年1月11日，個(gè)人被邀請(qǐng)參加在雄安召開的第八屆“中國(guó)應(yīng)急管理50人論壇”會(huì)議，本次會(huì)議由清華大學(xué)應(yīng)急管理研究基地、北京師范大學(xué)風(fēng)險(xiǎn)治理創(chuàng)新研究中心、北京城市系統(tǒng)工程研究中心和北方工業(yè)大學(xué)新興風(fēng)險(xiǎn)研究院聯(lián)合主辦，由雄安新區(qū)安全監(jiān)管局支持承辦，會(huì)議以新時(shí)代、新格局、新征程：應(yīng)急管理體系和能力現(xiàn)代化為主題開展論壇。個(gè)人在參會(huì)前就自己在安全科學(xué)的研究興趣和城市安全問題做了一些思考，但由于會(huì)議沒有足夠的時(shí)間可以發(fā)言，僅有很短的時(shí)間闡述一下本文的基本論點(diǎn)，具體內(nèi)容尚未表述，故近日個(gè)人利用空暇把這些思考寫出來，作為論文發(fā)表。

安全科學(xué)理論的創(chuàng)新無疑是非常重要的。但多年來我國(guó)學(xué)界在安全科學(xué)理論研究一直都處于落后甚至空白的狀態(tài)，直到近十多年來才有所好轉(zhuǎn)。主要存在3個(gè)原因[1]：一是實(shí)用主義的功利意識(shí)太強(qiáng)，絕大多數(shù)安全科技工作者僅重視做安全領(lǐng)域應(yīng)用層面的研究，忽視中上游的安全理論研究；二是具有大交叉大綜合思維和能夠在安全科學(xué)理論開展創(chuàng)新研究的人才極少；三是研究過分看重國(guó)外理論或缺乏國(guó)際視野，安全理論工作者對(duì)獨(dú)樹一幟的理論創(chuàng)新很少思考。近十年來，作者所帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)在安全科學(xué)理論、方法、原理、模型、管理、文化領(lǐng)域研究取得了顯著進(jìn)展[2]，為思考、歸納、凝練和提出城市安全系統(tǒng)學(xué)的理論基礎(chǔ)問題奠定了基礎(chǔ)。

1 城市安全系統(tǒng)學(xué)理論基礎(chǔ)問題

(1)E-O關(guān)系問題。

E-O是Epistemology(認(rèn)識(shí)論)與Ontology(本體論)關(guān)系的簡(jiǎn)稱。為什么首先要提出這個(gè)問題呢？這是一個(gè)觀念問題，因?yàn)榘踩^念至關(guān)重要，甚至決定一切。比如，零事故能夠?qū)崿F(xiàn)嗎？這是安全工作者、領(lǐng)導(dǎo)干部乃至普通大眾經(jīng)常提到的問題。作為一名安全科學(xué)理論研究工作者，對(duì)這類問題需要表達(dá)自己的認(rèn)識(shí)。文獻(xiàn)[3]在闡述到安全管理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)中，提到未來安全管理目標(biāo)將從“老三零的結(jié)果性指標(biāo)(零死亡、零傷害、零污染等)”發(fā)展到“新三零預(yù)防性指標(biāo)(零風(fēng)險(xiǎn)、零隱患、零三違等)”。個(gè)人覺得零風(fēng)險(xiǎn)的提法值得商榷，因?yàn)閺谋倔w論上講，如果沒有限定時(shí)空和性質(zhì)，風(fēng)險(xiǎn)是客觀存在的，是不以人的意志而消失的。人類只能辨識(shí)風(fēng)險(xiǎn)、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、管控風(fēng)險(xiǎn)等，使風(fēng)險(xiǎn)在一定的時(shí)空范圍內(nèi)降低到可以接受甚至幾乎等于零的情況。

傳統(tǒng)安全工作的主要目標(biāo)是事故預(yù)防，因而零事故成為安全人和企業(yè)追求的美好目標(biāo)。作為理念或是信念或是追求，毫無疑問零事故是可以倡導(dǎo)的；如果預(yù)設(shè)一定的時(shí)空范圍，并對(duì)事故的性質(zhì)進(jìn)行具體界定，零事故是完全可以實(shí)現(xiàn)的。但是如果沒有時(shí)空范圍的界定，從客觀上講，永遠(yuǎn)零事故是難以實(shí)現(xiàn)的，不限時(shí)空提出零事故甚至零風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)是不太符合客觀規(guī)律的[4]。下面從科學(xué)哲學(xué)層面的認(rèn)識(shí)論和本體論再進(jìn)一步闡述這一重要觀點(diǎn)。

對(duì)認(rèn)識(shí)論比較一致的解釋是人類個(gè)體的知識(shí)觀，也即人類個(gè)體對(duì)知識(shí)和知識(shí)獲得所持有的信念，主要包括有關(guān)知識(shí)結(jié)構(gòu)和知識(shí)本質(zhì)的信念，和有關(guān)知識(shí)來源與知識(shí)判斷的信念，以及這些信念在個(gè)體知識(shí)建構(gòu)和知識(shí)獲得過程的調(diào)節(jié)和影響作用，長(zhǎng)久以來一直是哲學(xué)研究的核心問題?？偟膩碚f，認(rèn)識(shí)論主要指人類對(duì)世界的主觀認(rèn)識(shí)。對(duì)本體論比較普遍的解釋是探究世界的本原或基質(zhì)的哲學(xué)理論。廣義指一切實(shí)在的最終本性。客觀實(shí)在是不管人們喜歡不喜歡、知道不知道、承認(rèn)不承認(rèn)，它都不依賴于人的意識(shí)而實(shí)實(shí)在在地存在著。

客觀的講，迄今人類對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)還是非常有限的，自然界、生命系統(tǒng)、復(fù)雜系統(tǒng)等，人類還有太多的規(guī)律不清楚，即使是人類自己創(chuàng)造的人造系統(tǒng)和社會(huì)，人類也不完全掌握其變化的規(guī)律和各種涌現(xiàn)結(jié)果。但由于人類自身的主觀認(rèn)識(shí)的不足和美好愿望，以及總是抱有過高的期望，因而經(jīng)?？偸沁^分自信和夸大自己的認(rèn)知能力，因而人類經(jīng)常做出錯(cuò)誤的認(rèn)知和決策。上述陳述用一簡(jiǎn)單的表達(dá)方式，就是人類經(jīng)常出現(xiàn)E>O的問題。

按照認(rèn)識(shí)論和本體論的觀點(diǎn)以及復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)理論，涌現(xiàn)是自然規(guī)律和人類難以琢磨的現(xiàn)象，事故和災(zāi)難的發(fā)生其實(shí)也是一種涌現(xiàn)，如果不限定一定的時(shí)空領(lǐng)域，即不對(duì)討論的范圍進(jìn)行界定，則事故和災(zāi)難總是會(huì)出現(xiàn)的，是不可避免的客觀規(guī)律。

事故是可以預(yù)防的只是在一定的時(shí)空領(lǐng)域里面[5]。如果不做預(yù)設(shè)泛泛談事故是可以預(yù)防的，那只能作為一種理念或信念。提出要追求零風(fēng)險(xiǎn)是不切實(shí)際的夸張說法，風(fēng)險(xiǎn)廣泛被定義為不確定性，不確定是普遍存在的客觀規(guī)律，因此，無風(fēng)險(xiǎn)和永遠(yuǎn)安全是不可能存在的。

近期出現(xiàn)的新型冠狀病毒肺炎疫情，也證明人類的認(rèn)識(shí)總是落后于本體世界實(shí)在的涌現(xiàn)。

(2)2W問題。

2W即Whole-life-cycle和Worldwide-view(全生命周期和全球視野)的簡(jiǎn)稱。我們考慮的大都是眼前短期的問題，百年大計(jì)千年大計(jì)對(duì)有些工程遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能算是足夠長(zhǎng)遠(yuǎn)。比如核電站、三峽大壩等之類涉及安全的特殊或特大工程，時(shí)間周期以100年甚至1000年都不夠；我們?cè)S多設(shè)計(jì)僅考慮技術(shù)層面的問題多，政治、經(jīng)濟(jì)、人因、環(huán)境等層面的問題考慮太少，或是幾乎沒有考慮?，F(xiàn)在大家談全生命周期及其應(yīng)用的很多，不論在產(chǎn)品設(shè)計(jì)還是工程建設(shè)，實(shí)際上考慮生的事遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于死的事，全生命周期大都是停留在表面或口號(hào)上，為壽終而設(shè)計(jì)的理念一直得不到很好的實(shí)現(xiàn)。比如鋼鐵混凝土也是有壽命的，現(xiàn)在城市一下子建造了這么多的高樓、高架橋、地下工程等，以后如何拆除？待到其使用壽命結(jié)束時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)之大不可想象，如何處理將成為巨大難題。類似三峽大壩，也不是無限可以穩(wěn)定下去的，未來怎辦？都靠子孫去解決？當(dāng)人類寄托于某一物質(zhì)資源而生存時(shí)，而這種資源一旦耗盡，子孫又怎么過？從生態(tài)系統(tǒng)意義上講，人類作為主宰地球的主體也是有問題的，人類不斷危害其他生物也會(huì)給自己帶來災(zāi)難。

城市是一個(gè)開放巨系統(tǒng)，國(guó)家也是一個(gè)開放系統(tǒng)。如果從世界范圍去思考問題，許多建設(shè)工程和需要考慮的問題就大不一樣了。

(3)3MS耦合問題。

3M即Micro-Meso-Macro-Systems(微系統(tǒng)—中系統(tǒng)—宏系統(tǒng))的簡(jiǎn)稱。城市這個(gè)巨系統(tǒng)由各種各樣的中系統(tǒng)和微系統(tǒng)組成，系統(tǒng)之間的耦合匹配非常的重要，而且還需要考慮各系統(tǒng)之間邊界的銜接和相互作用及交換問題。對(duì)于城市安全這個(gè)巨系統(tǒng)，頂層設(shè)計(jì)需要考慮各個(gè)層次系統(tǒng)間的耦合。如果各層次系統(tǒng)不協(xié)同、不匹配，客觀上就埋下了不可解決的難題，使后面的運(yùn)行和管理帶來巨大的安全隱患[6-7]。

(4)6S結(jié)合問題。

6S即Sustainable(持續(xù))-Smart(智慧)-Service(公共服務(wù))-Systems(多系統(tǒng))-Safety(生活生產(chǎn)安全)+Security(公共安全)的簡(jiǎn)稱。同時(shí)協(xié)同考慮這些問題是國(guó)際城市安全發(fā)展的大趨勢(shì)，六個(gè)關(guān)鍵詞至關(guān)重要，其內(nèi)涵非常豐富，可以研究構(gòu)建相關(guān)的理論模型，這也是城市安全新協(xié)同耦合問題。

(5)I-O平衡問題。

I-O即Input(輸入)和Output(輸出)的簡(jiǎn)稱。城市是一個(gè)開放巨系統(tǒng)，每時(shí)每刻都有大量的輸入和輸出現(xiàn)象發(fā)生，不管是日夜交替、四季輪回、人口流動(dòng)、資金流動(dòng)、物質(zhì)流動(dòng)、能量流動(dòng)、信息交換、文化交流、生態(tài)平衡、新陳代謝、推舊出新，等等，都有安全平衡和安全調(diào)控等問題，多流多場(chǎng)耦合安全系統(tǒng)也是新興前沿科研課題。

(6)2E問題。

2E即Emergency(應(yīng)急)和Emergence(涌現(xiàn))的簡(jiǎn)稱。城市復(fù)雜系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)涌現(xiàn)各種人們意想不到的問題，也包括大量的安全問題，應(yīng)急非常重要。但盲目應(yīng)急是無效的，還需要重視研究涌現(xiàn)規(guī)律。近年國(guó)家應(yīng)急管理部成立以后，應(yīng)急成為熱詞和許多安全工作者研究的切入點(diǎn)。如何有效應(yīng)急，我們?nèi)狈?duì)系統(tǒng)涌現(xiàn)規(guī)律的研究，這里說的涌現(xiàn)可以指復(fù)雜系統(tǒng)運(yùn)行發(fā)生的事故災(zāi)難，也可以指復(fù)雜系統(tǒng)形成的韌性和安全效應(yīng)等[8]。

(7)2I問題。

2I即Information(信息)和Intelligence(情報(bào))的簡(jiǎn)稱。海量的大數(shù)據(jù)信息讓人無法適從，精準(zhǔn)安全是一個(gè)重要的發(fā)展方向，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估其實(shí)就是為了精準(zhǔn)安全，精準(zhǔn)安全需要有用的情報(bào)，安全情報(bào)學(xué)是一個(gè)新興的研究領(lǐng)域。安全情報(bào)驅(qū)動(dòng)智慧城市安全管理具有十分重要的理論與實(shí)踐意義，城市安全管理的本質(zhì)是基于安全情報(bào)的管理活動(dòng)，城市安全管理失敗的主要原因是安全情報(bào)缺失，安全情報(bào)驅(qū)動(dòng)的城市安全管理是實(shí)現(xiàn)智慧城市安全管理的基本方法與工具[9-10]。

(8)2S問題。

2S即Supervision(管理)和Self-organization(自組織)的簡(jiǎn)稱。管理或監(jiān)管的作用是非常有限的，我們?cè)谒伎既绾巫龊冒踩O(jiān)管的過程，更需要如何運(yùn)用系統(tǒng)自組織規(guī)律，自組織可以起到事半功倍的效果[11]。而我們對(duì)安全系統(tǒng)自組織的研究太少，沒有認(rèn)識(shí)安全自組織的機(jī)制，這是我們未來需要加強(qiáng)的。

(9)2C問題。

2C即Complex-city(復(fù)雜城市)和Complex-science(復(fù)雜科學(xué))的簡(jiǎn)稱。城市安全研究需要什么基礎(chǔ)理論做支撐？城市是一個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng)大家都認(rèn)同，與之對(duì)應(yīng)的科學(xué)是什么？顯然是復(fù)雜科學(xué)、系統(tǒng)學(xué)等。但現(xiàn)在很少人研究復(fù)雜科學(xué)問題，比如混沌、耗散、涌現(xiàn)、協(xié)同、自組織等[8,11]，并用于城市安全問題。距離天津港大老遠(yuǎn)的一個(gè)小工廠生產(chǎn)的硝化棉怎么就成了2015年8.12特別重大爆炸事故的點(diǎn)火源，類似的案例用蝴蝶效應(yīng)來解釋也是很恰當(dāng)?shù)摹?/p>

(10)2IS問題。

2IS即Intrinsic Safety(本質(zhì)安全)和Infrastructure Safety(基礎(chǔ)設(shè)施安全)。很多人在研究和討論Intrinsic Safety本質(zhì)安全時(shí)，經(jīng)常將其當(dāng)作Infrastructure Safety基礎(chǔ)設(shè)施的功能安全問題[12]，這是很片面的，因?yàn)楹雎粤烁饕能浵到y(tǒng)安全等問題。其實(shí)設(shè)施功能安全本身也不安全，可靠性理論有很多問題，系統(tǒng)可靠性問題如沒有考慮系統(tǒng)涌現(xiàn)性，仍然是串聯(lián)、并聯(lián)和復(fù)雜聯(lián)接計(jì)算獲得系統(tǒng)可靠性，冗余系數(shù)很大，環(huán)境條件未納入，人因問題更多沒考慮等。人們用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控安全，往往忽略了物聯(lián)網(wǎng)本身的安全；用數(shù)據(jù)解決安全問題，又忽略了數(shù)據(jù)本身的安全。

(11)P-R問題。

P-R是Precise-safety(精準(zhǔn)安全)和Risk(風(fēng)險(xiǎn))的簡(jiǎn)稱。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估之所以難，主要原因是風(fēng)險(xiǎn)的不確定性，而不確定性的克星是精準(zhǔn)計(jì)算，因此計(jì)算安全科學(xué)研究未來一定需要發(fā)展。比如，基于安全信息的典型系統(tǒng)安全精準(zhǔn)化計(jì)算模型與方法，內(nèi)容主要包括：基于安全信息的城市生命線系統(tǒng)安全精準(zhǔn)化計(jì)算模型與方法，基于安全信息的社區(qū)系統(tǒng)安全精準(zhǔn)化計(jì)算模型與方法，基于安全信息的典型生產(chǎn)系統(tǒng)安全精準(zhǔn)化計(jì)算模型與方法，基于安全信息的系統(tǒng)安全管理精準(zhǔn)化計(jì)算模型與方法等[13-14]。

(12)R-P問題。

R-P是Resilience(韌性)和Physics(物理)的簡(jiǎn)稱。近十多年來，國(guó)內(nèi)城市安全研究者一直在關(guān)注城市韌性的主題。其實(shí)，韌性城市(Resilience City)這個(gè)概念早在1973年就由加拿大生態(tài)專家C S Holling提出來了[15]。國(guó)外城市韌性的內(nèi)涵是什么？主要指一個(gè)城市的民眾、社區(qū)、機(jī)構(gòu)、企業(yè)和系統(tǒng)在經(jīng)歷各種慢性和急性壓力沖擊下，仍能存在、適應(yīng)和成長(zhǎng)的能力。韌性城市需要具有反思性、包容性、綜合性、魯棒性、冗余性、靈活性、智謀性等特性，基礎(chǔ)建設(shè)上要著重從領(lǐng)導(dǎo)與戰(zhàn)略、健康與福利、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)、基礎(chǔ)設(shè)施與環(huán)境幾個(gè)方面來打造城市韌性?？梢?，城市韌性的內(nèi)涵和外延非常豐富，而不是僅僅指抗災(zāi)應(yīng)急的能力。

在較早幾年的有關(guān)中文文獻(xiàn)中，有些作者把Resilience翻譯為彈性，個(gè)人也聽到有些學(xué)術(shù)會(huì)議報(bào)告人在研究城市韌性建模時(shí)，真的把其當(dāng)作物理學(xué)的彈性問題來研究，用力學(xué)的粘彈塑性模型來表達(dá)韌性，即把Resilience理解成Physics(物理), Elastic force(彈力), Toughness(韌度)問題，這顯然是片面和有缺陷的。個(gè)人覺得，城市的個(gè)體、群體、組織系統(tǒng)、文化等軟問題的韌性也非常重要[16]，比如人的韌性狀態(tài)要分析6P問題(Physiological-生理，Physical-身體，Pathological-病理，Pharmaceutical-藥物，Psychological-心理，Psychosocial-社會(huì)心理)，城市安全管理也要考慮6R(Reluctant-怠慢, Resistant-勉強(qiáng), Responsive-響應(yīng), Responsible-主動(dòng), Reliable-可靠, Resilient-韌性)的發(fā)展趨勢(shì)和區(qū)域的不平衡問題。

(13)5M+EIC要素。

5M+E即Mission(使命)-Man(人)-Machine(機(jī))-Material(物)-Management(管)-Environment(環(huán))的簡(jiǎn)稱。這是國(guó)內(nèi)外多年實(shí)踐證明有效的安全管理要素，但個(gè)人覺得還應(yīng)該納入信息I和文化C兩個(gè)要素，即成為5M+EIC，我們現(xiàn)在考慮安全問題還經(jīng)常缺失其中的要素。比如，如果沒有考慮使命要素，系統(tǒng)的目的性就缺失，而這是最為重要的[17]。另外，考慮上述要素時(shí)，還要考慮要素組合的新問題和新功能。

(14)3E+C新內(nèi)涵。

3E+C即Engineering-Education-Enforcement+Culture(工程-教育-管理+文化)的簡(jiǎn)稱。3E對(duì)策是國(guó)外幾十年前就提出來和一直在實(shí)施的安全策略，近一二十年隨著人們對(duì)安全文化作用的加深認(rèn)識(shí)，在3E的基礎(chǔ)上加上安全文化C。但3E+C不同人有不同的理解，作者覺得還要賦予新內(nèi)涵。個(gè)人的解釋是：工程造安(通過工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)自然界和人造物及環(huán)境的安全)；教育根安(通過教育塑造安全人，使人類有正確安全理念、安全科學(xué)知識(shí)和安全技能，能辨識(shí)和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，并踐行在其生活和工作的一切活動(dòng)中，根治不安全人因)；管理維安(通過管理及其相關(guān)的組織行為，維持系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定動(dòng)態(tài)安全)；文化自安(通過形成先進(jìn)的安全文化，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)的安全自組織和正向的安全涌現(xiàn))。

2 結(jié)論

(1)城市是一個(gè)開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)，安全系統(tǒng)學(xué)和復(fù)雜科學(xué)很適用于研究和解決城市安全問題。

(2)如果沒有時(shí)空的界定或預(yù)設(shè)，系統(tǒng)總是會(huì)發(fā)生事故的，人類對(duì)安全不能過于自信，零事故可作為一定時(shí)空范疇的安全目標(biāo)。

(3)全生命周期和全球視野、微系統(tǒng)—中系統(tǒng)—宏系統(tǒng)耦合、可持續(xù)—智慧—公共服務(wù)—多系統(tǒng)—生活生產(chǎn)安全—公共安全協(xié)同、輸入輸出平衡、涌現(xiàn)規(guī)律、安全情報(bào)、自組織、本質(zhì)安全、精準(zhǔn)安全、系統(tǒng)韌性等是城市安全需要研究的關(guān)鍵基礎(chǔ)理論問題。

(4)隨著社會(huì)技術(shù)的發(fā)展，使命—人—機(jī)—物—管—環(huán)—信—文組成的體系，以及工程—教育—管理+文化要素體系等需要賦予新的安全內(nèi)涵。