基于系统论的城市应急管理大类专业教学研究

摘 要：该文应用系统工程方法论，一是对应急管理各环节进行内涵解释，剖析城市应急普适性技术，对城市主要场景安全管控要点进行梳理和阐释；二是以轨道交通运营与应急课程为例，提出采用多映射组合、多维度融合、多主线贯通的技术思路，在现象层面对城市轨道交通安全与应急各环节与模块关联关系及相互制约影响进行归纳和剖析，在管理层面对城市轨道交通安全管控和应急处置的条件、环境进行提炼并解释，利用思维导图、人机工程学、系统动力学等对轨道交通运营与应急课程知识进行图示化、结构化、层次化的知识库、图谱构建，以使得该类课程更符合我国未来现代化大城市及城市群协同应急要求。

关键词：系统工程；城市应急；系统辨识；教学体系设计；轨道交通

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）21-0120-05

Abstract： In this paper， system engineering methodology is applied. First， the connotation of each link of emergency management is explained， the universal technology of urban emergency is analyzed， and the key points of security control in major urban scenes are sorted out and explained. Second， taking the Operation and Emergency Response of Rail Transit as an example， this paper proposes the technical ideas of multi-mapping combination， multi-dimensional integration and multi-mainline connection， and summarizes and analyzes the correlation and mutual constraints of various links and modules of urban rail transit safety and emergency response at the phenomenon level. Extract and explain the conditions and environment of urban rail transit safety control and emergency response at the management level， and use mind mapping， ergonomics， system dynamics， etc.， to graphically， structurally and hierarchically build knowledge base and map of Operation and Emergency of Rail Transit course knowledge. In order to make such courses more in line with China's future modern big cities and urban agglomerations coordination emergency requirements.

Keywords： system engineering; urban emergency; system analysis; instructional system design; rail traffic

我国现阶段城市（群）、都市圈在空间形态和物理层面快速演变和建设的同时，安全城市、韧性城市、智慧城市及宜居城市等一系列理念也在逐步深化，并在规划、设计、建设、运营到应急等一系列城市管理实践工作中得到不同程度的应用。无论环境形势与发展规划如何变化调整，保障大规模人员安全、城市正常运转始终是城市安全与应急实践工作与教育教学的最核心要义。提升新形势、新阶段城市尤其是大城市安全防控管理综合水平，既是我国现代化治理能力提升面对的挑战，也是城市安全与技术、城市管理等应急大类专业建设与人才培养中的重大课题。

一 城市（群）系统性剖析及其教育教学概况

（一） 城市（群）系统性特征剖析

从系统构成来看，依托现代化交通运输系统及信息网络等基础承载网组成的城市或城市群[1]系统可依据层级与性质不同划分为准静态物理网络、环境网络，动态的物流及人群流动网络、信息流网络。城市、城市群及都市圈都是典型的“物理+事理+人理”的复杂巨系统，城市或城市群的集聚、扩散、辐射和协作是复合巨系统各子系统的体系对抗在微观、中观及宏观各个层面的现象表征，即承载层、活动层、战略层及附着其上的网络流[2]交互作用，最为形象化的就是连接城市（群）各区域的交通网络[3]。城市（群）是应急管理中最为特殊和复杂的场景，涉及自然环境、建筑结构、生产生活和社会关系方方面面，自然灾害或生产事故的复合链生、强关联性等特点突出，正因为城市（群）具有显著的系统性，在多类型灾害与事故呈现多发频发的态势下，“环境+灾害+事故+产业+人群”等多要素在城市（群）范围内耦合所产生的损失、影响及其演化往往超出人的认知，也超出目前应急管理体制、机制、预案所涵盖的边界范围。

从系统工程的角度认识，城市人口最密集、生活最丰富、产业最多样、关系最复杂、变化最多端、演变最剧烈和预测最困难，防灾减灾救灾、应急管理需要考虑得要素多，约束条件多。从国家政策层面看，2018年，自然资源部、应急管理部的组建，标志着国家层面将以更高标准进行资源统筹及现代化应急能力建设。城市将是国家现代化治理能力提升、城市（群）国家战略实施、自然资源管理及应急管理这一宏观概念试点的集中承载地。城市及城市群协同发展，建设高水平社会主义现代化城市目标真正落地，在本质上来看，就是区域资源如何能在更高层次和更高水平上组合和发挥功能这一问题。

（二） 城市应急管理相关领域教学概况

我国应急类高等教育发展具有鲜明的时代特色，近年来专业建设时段比较集中、速度较快。从专业特点和人才培养需求来看，应急大类课程特别是城市应急类课程需要具备跨学科领域、多技术环节、强业务应用的特点，并以此为原则设计教学体系与具体内容。

城市安全管控与应急管理涉及专业面多、难度大，单一学科和技术难以应对。与此相对应，在城市安全和城市管理与应急管理类的教学设计与课程安排上也要充分体现多学科交叉、复合场景导向、系统化教学的理念。对此，《“十四五”国家安全生产规划》[4]中对于城市安全行业在筑牢安全风险防控屏障、统筹安全生产支撑保障方面加快专业人才培养、实行“安全生产教育实训工程”有极为明确具体的要求。正因为城市安全与应急管理涉及的内容较多，城市管理、城市安全与技术等专业在教育教学目标理念、培养方案设计等方面吸收、借鉴相关或类似专业包括地理信息与空间科学[5-6]、地下空间工程与采矿工程[7-8]及交通工程[9]内容比较常见，或者各个学校根据自身情况有目标地直接选择多个专业课程进行组合形成本专业的课程体系也比较普遍。考虑到城市安全与应急管理多学科并用的特点，从跨学科交叉、理论教学与实践教学融合特别是新工科理念[10-11]出现后，在专业的体系化建设方面也进行了有成效的探索[12-13]。

二 城市应急管理技术环节内涵解析

（一） 城市应急管理技术环节

从系统工程的角度认识，城市应急管理属于实施层面内容，即控制与决策。在系统控制之前，需要进行系统辨识、系统预测，在之后需要进行系统评估。这几个技术环节层层递进，是一个典型的多层控制结构，如图1所示。

（二） 城市应急管理技术内涵

1 系统辨识：城市自然灾害体系辨识与公共安全系统组成辨识

城市自地下到地上多层级空间的全方位剖析，辨识城市灾害类型与构成，理清并构建城市系统安全结构。城市系统辨识中，还包括城市系统分析，即城市自然灾害与公共安全系统关联机理分析，包括影响城市安全的基础静态网络（市政、交通、社区等）及动态网络（人、车、信息、电、水和气象等）运行机理及相互耦合形成的深层次关联机理，城市自然灾害与公共安全系统多层次运行与演化规律，复合系统风险跃迁和突变机理，能提炼和归纳城市系统安全保障特点与要求。

2 系统预测：城市多场景自然灾害与公共安全影响仿真、模拟与预测

结合城市基础信息，模拟恶劣天气、地震、水害等自然灾害，以及高密度人群、重大活动等场景下，预测风险灾害的影响、蔓延、演化，能实时监测与预测城市灾害风险与公共安全综合指数变化。

3 系统控制：城市灾害防治与应急响应决策支持关键技术

以城市系统运行机理为理论基础，以大系统协同关系分析为主线，以系统控制论、图论、最优控制为技术手段，能对城市系统安全进行动态评估与预警，对应急资源进行配置。

4 系统评估：城市安全保障与应急处置效果评估

城市安全保障与应急处置均需要有相应的资源、人力、资金投入，从效果评估与迭代优化的角度，需要对各项风险监测、预警预测及应急处突活动的具体效果进行多方位评估，包括科学性合理性评估、投入产出评估与效益评估。

以上各阶段涉及的理论、技术、管理要素，既是城市应急管理实际工作的要点，也是教学核心内容。

三 轨道交通运营与应急教学与课程设计

轨道交通是城市运转的基础骨干网，对城市高效运行、常态安全具有极为重要的作用，同样也是城市应急教育教学的重点。华北科技学院作为应急管理部直属高校，目前正在与防灾科技学院进行应急管理大学筹建工作，以“立足应急，面向应急，服务应急”为基本办学和育人理念，有条件也有责任先行研究，率先垂范，理解好轨道交通的系统特点，建设好轨道交通运营与应急相关的课程体系，建立一整套适合我国城市特点，特别是智慧城市框架下的轨道交通科学管理体系，实战型人才的课程体系和培养体系，为全国城市轨道交通科学化应急管理、调度指挥树立标杆，对于城市应急类专业建设有极为显著的示范效应。

（一） 轨道交通运营与应急的特点与难点

公众对城市轨道交通安全、准点、高效的基本认识来源于铁路系统即大铁，但是两者确实存在显著区别。铁路基本上是开放空间作业，而城市轨道交通则是以地下空间为主的生产作业，两者在规划、设计、建设、运营和应急处突各环节差异巨大。轨道交通运输能力与安全运行水平不仅取决于先天的自然、物理、环境条件，更取决于规划、建设、运营、应急各环节的科学性和系统性，这是直接关系到一个城市乃至区域轨道交通能否以可控成本并最大限度发挥其价值的关键，更是关系到成千上百万乘客安全高质量出行和疏散应急救援的核心。

城市地下空间普遍具有结构复杂和位置特殊的特点，易导致各类衍生及次生事故发生，塌陷、涌水、火灾和大客流拥挤踩踏风险隐患问题突出，防控治管救各环节的难度大。另外，相比于城市地下生命线、地下综合管廊等，轨道交通最特殊之处在于运营期间聚集了成千上万的在网乘客，一旦发生突发事件，极易造成群体性事故。如1995年东京地铁沙林毒气事件，2003年韩国大邱地铁纵火案，2022年郑州地铁水灾事故，2011年北京地铁四号线电梯事故及2023年底北京地铁昌平线事故，这些事故都带来极大的经济损失，产生了非常负面的社会影响。从建设韧性城市、平安城市的要求出发，提高城市地下空间特别是轨道交通风险管控与应急管理水平，构建适合城市轨道交通特点与需求的安全防范与应急教育体系具有极为重大的意义。

（二） 城市轨道交通应急管理核心内容

城市轨道交通是百年工程，这里既是指轨道交通从勘察、规划、设计和施工到运营的全周期时间长，也是指轨道交通工程质量、运营安全水平要求高。规、建、运、应各环节环环相扣，需要各环节的从业者、参与者具有相对完整、系统、全局的知识体系，即关于轨道交通的通识知识。从郑州地铁隧道水灾、北京动物园站电梯逆转及国外典型轨道交通事故案例来分析，面对成百上千上万的乘客，如何有效防控风险，建设安全、韧性的轨道交通，这是一个重大课题。

1 轨道交通应急管理的环节系统性

建立现代化轨道交通全过程全链条风险辨识系统是历史必然要求。以时经事纬的方式剖析，轨道交通所呈现的问题是规划、建设、运营各阶段和各设备设施系统本身的固有缺陷及相互影响下所产生的新生矛盾的集中体现，是决定轨道交通路网运营安全状况和安全水平的根本性保证。

2 轨道交通应急管理的对象系统性

轨道在提供安全、经济、可靠的运输服务以保证大规模通行需求并维护城市稳定的日常生产生活层面发挥着不可替代的作用，建立健全轨道交通风险辨识系统工程体系，打造涵盖规划设计者、建设运营者、乘客出行服务等各类人群关于轨道交通通识认知的基础，是保持城市轨道交通韧性的必然要求。

3 轨道交通应急管理的实施系统性

轨道交通行业管理面临的压力和挑战日益增加。在目前高频突发事件环境下，如何在运营者、大规模乘客群之间建立有效的沟通平台，取决于各类参与者对轨道交通的风险和应急处置有一个共识，特别是在信息化大背景下实现多运营主体、多类型乘客信息互操作、共享、快速协同联动，实现大规模客流有序引导、避免集聚，是城市轨道应急调度指挥的核心技术。

（三） 城市轨道交通应急管理教学存在的问题及解决途径

从系统工程的角度分析，轨道交通线路层面是一个包括行车组织到客运服务质量的多维对象，节点层面集中反映了客流和设备设施、土建结构之间的匹配所产生的拥挤风险，其本质是客流在时间轴和空间轴上所呈现的形态，这是关系到乘客安全出行的关键点。

轨道交通路网不仅仅是线路的简单物理集合，更是多体系对抗的复杂系统；线路间存在显著制约与干扰，风险转移、扩散、升级呈现出多样形态，一方面，单线的风险在路网环境下极易扩大和升级，另一方面，本线的风险可能来自于其他线路，这是关系到乘客高质量出行的关键点。

轨道交通是一个空间网络和行车网络共同组合的复合系统。车按线走，人跨线走。如何由一处运营安全问题扩展，界定各阶段的影响程度；如何对不同线路的运营安全状况进行标准化比较，这是关系到城市整体运转效率的关键点。

城市轨道交通路网又包含若干不同体量和规模的线路单元，如何考虑轴域各线路特征、客运负荷诸多因素，实现相对公平、合理的网络流诱导域控制，这是关系到乘客出行成本和城市基础交通保障体系高效运转的关键点。

地铁规划、建设、运营各阶段均需要大批专业技术、管理人才和培训人才。特别是既具备理论基础（传统工科基础理论），又具备实战能力的复合型人才，尤为缺乏。在轨道交通运营与应急领域，2023年，教育部专门针对城市轨道交通专业化人才培养问题，提出以产教融合的途径，打造一批符合轨道交通产业转型升级要求的新专业、新课程、新教材[14]，专业建设和教育教学的思路和方向都比较明确。

从系统论出发，除轨道交通本身技术原因外，规划设计缺陷，公众包括运营者对于轨道交通设备使用、应急疏散方面的认识误区，都是导致轨道交通事故频发的致因，涵盖多环节、面向多对象的成体系的轨道交通基础知识教育教学至关重要。在教育教学设计及课程设置上，需要围绕轨道交通规划、建设、运营、客运组织和应急各环节开展基础共识、专业知识、安全防护、应急处突技术要点普及方法研究和体系构建，建立涵盖规划设计者、建设运营者、乘客等各类人群关于轨道交通各环节的通识认知基础，打破由于思维惯性、专业局限及认知差异产生的知识盲点和壁垒，具体内容如下。

第一，梳理轨道交通前期勘察、规划、设计环节的技术要点，结合地理、水文、地质、地形地貌、历史及城市发展，对“地下城市”的产生、形态、形式进行全方位、条理化说明，特别是对目前技术规范的来源、原则及关键参数的制定进行根源性解释，从源头消除认知误差。特别针对工程师和设计者，通过专业教学，建立规划设计和运营应急全方位知识体系，树立安全出行服务的结果导向思维观念。

第二，在轨道交通运营和客运组织的教学设计方面，对车、工、电、轨、辆、信和通各技术系统，以及人、机、料、法和环各管控要素进行系统性说明，并在此基础上进行多映射组合，借助思维导图、人机工程学、系统动力学等对轨道交通体系知识进行图示化、结构化、层次化设计。

第三，在轨道交通安全防控、文明出行、应急处突的教育教学方面，突出以人为本，安全第一、预防为主的基本理念，以安全、文明、高效出行为目标，对轨道交通应急概念进行扩充，从管、防、治、控和救各环节总结提炼乘客全过程、全链条轨道交通出行中涉及的一般要求、规则、做法，借助国内外典型的安全事件进行讲解，包括地下空间突发大量涌水与内涝、火灾消防、隧道排烟通风、突发大客流防控、区间迫停与救援、紧急避难疏散、关键节点盲区监测与联动预警、重要构造物病害监测、密集区客运组织及门区冲突区避免风险等场景，通过“理论+实践”教学培养学生的综合能力。

（四） 轨道交通运营与应急教学与课程体系设计

城市轨道交通突发事件是表征，根源在于规划、建设、运营各个阶段的各种隐患、缺陷及管理失当等多种要素叠加导致的系统失控。规划、建设、运营及应急是一个系统性整体，要做好城市轨道交通突发事件的风险辨识、指挥管控，提升智慧化水平和能力，就必须从以下几个方面着手建立系统性技术和管理体系。

1 轨道交通系统性通识基础知识库建立

围绕轨道交通规划、建设、运营、客运组织和应急各环节开展基础共识、专业知识、安全防护和应急处突技术要点教育教学方法研究和体系构建，建立涵盖规划设计者、建设运营者、乘客等各类人群关于轨道交通各环节的通识基础知识库。

2 轨道交通规、建、运、应系统风险辨识体系建立

融合多学科理论知识，整体梳理轨道交通勘察、规划、设计、建设、运营和应急各环节技术要点，从系统科学、系统工程高度对城市安全风险及相互关联关系进行总结提炼。

在通识基础知识库建立的基础上，搜集大量国内外城市轨道交通各类事件案例，深入剖析事件根源，从本源着手，对第一类风险源、第二类风险源及其之间的耦合关系进行系统性分析，构建轨道交通各系统、各参与方的关联关系图谱，应用系统动力学诠释轨道交通事件产生的原因、演变的脉络、应急救援处置的要点。在此基础上，编制“轨道交通规、建、运、应、系统安全知识体系”。

3 面向实战的轨道交通应急实践教学与课程建设

采用多映射组合、多维度融合、多主线贯通的技术思路，在技术层面对城市主要场景安全管控要点进行梳理和阐释，在现象层面对城市安全关联关系及相互制约影响进行归纳和剖析，在管理层面对城市安全管控和应急处置的条件、环境进行提炼并解释，利用思维导图、人机工程学、系统动力学等对城市安全管控与应急体系知识进行图示化、结构化、层次化的知识库、图谱构建。

四 结束语

城市（群）发展国家战略的落地与持续深化，新时代与新形势下城市建设的高标准定位，国家治理能力现代化整体提升的目标，都对未来城市应急管理大类人才培养提出了更为系统和明确的要求。以轨道交通为对象，通过充分的系统特征辨识，设计适应我国城市特点的教育教学及人才培养框架体系，将传统的轨道交通相关课程上下游打通，实现规、建、运、应一体化教学，也为城市管理等相关专业的建设提供了借鉴思路。

参考文献：

[1] 姚士谋，周春山，王德，等.中国城市学新论[M].1版.北京：科学出版社，2020.

[2] 席广亮.城市流动性与智慧城市空间组织[M].1版.北京：科学出版社，2021.

[3] 徐建刚.智慧城市规划方法：适应性视角下的空间分析模型[M].1版.南京：东南大学出版社，2016.

[4] 国务院安全生产委员会关于印发《“十四五”国家安全生产规划》的通知[EB/OL].https：//www.mem.gov.cn/gk/zfxxgkpt/fdzdgknr/202204/P020220412537654276061.pdf.

[5] 李德仁，龚健雅，秦昆，等.面向国家需求的世界一流遥感人才培养体系创新与实践[J].高等工程教育研究，2023（2）：1-5，177.

[6] 段国章，檀季娟，余河东，等.面向技术创新型人才培养的信息管理专业实践教学体系构建[J].高教学刊，2023，9（17）：63-65，70.

[7] 焦玉勇，李雪平，谭飞，等.新工科背景下地下工程人才培养模式探索与实践[J].高教学刊，2023，9（6）：64-67，72.

[8] 黄温钢，时国，张修香，等.新时代背景下地方行业特色高校人才培养方案要素重构及其内在逻辑——以采矿工程专业为例[J].高教学刊，2023，9（7）：162-165，170.

[9] 蒋玮，沙爱民，肖晶晶，等.交通强国战略背景下交通类人才培养的思考与探索[J].高等工程教育研究，2022（4）：77-80，109.

[10] 郝莉，冯晓云，宋爱玲，等.新工科背景下跨学科课程建设的思考与实践[J].高等工程教育研究，2020（2）：31-40.

[11] 张存贵.新工科建设背景下学科交叉融合人才培养模式的探索与思考[J].职业技术教育，2019，40（17）：17-20.

[12] 刘严萍，王磊，张宇.《城市公共安全与应急管理》课程建设优化发展研究[J].华北理工大学学报（社会科学版），2017，17（5）：120-123.

[13] 陈语时，刘琳婧，张世邦.新工科项目化课程：内涵、要素、特征[J].高教学刊，2023，9（2）：126-129.

[14] 中华人民共和国教育部.教育部关于支持建设国家轨道交通装备行业产教融合共同体的通知[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A07/s7055/202307/t20230714_1068862.html.