智慧城市韌性——日本應急響應和協調工作經驗（分享篇）
一、日本應急響應和協調工作經驗
日本中央政府于2007年2月啟用了緊急預警系統，為市民提供了應對自然災害的計劃和解決方案。2011年3月11日，日本發生9.0級地震，此后數分鐘發生了9.3米高的海嘯，該系統經受了考驗。
海嘯造成大量人員傷亡，對日本東北部的城鎮造成嚴重破壞，500多萬人被困在東京都內的工作地點等場所。然而預警系統有效防止了海嘯產生更大的影響：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，幫助民眾從災難中復原。
二、危機規劃、協調準備和恢復
世界各地的城市都越發重視規劃、準備和應對日益增多的自然災害，如極端天氣、洪水、高溫和缺水等。日本是位于“太平洋火環”火山地帶的島國，很容易受到極端天氣和自然災害（特別是地震和海嘯）的影響。日本城市的市政當局作為實施防災和救災的中央協調點，直接負責開展應急行動。在2011年3月日本發生大地震和海嘯后，東京都政府向公民、企業、社區和緊急救援力量（轄區消防隊和救護車）在內的各利益相關方提供了關于救災措施的指導，以及關于地震和海嘯影響的資料和緊急避難所的位置信息。
東京都防災中心于1991年成立，是東京都政府下屬災害管理組織的中央聯絡機構。該中心還負責確定和發布防災措施的指示。移動運營商、電視和廣播頻道、公用事業和運輸公司以及技術供應商也與國家和市政府機構合作，參與規劃、應急和恢復階段的工作。
日本的抗災方案由技術供應商NEC開發，包括觀測系統、信息收集能力、數據分析和決策輔助和智能預警系統，并以互操作的方式連接在一起（見圖1）。該系統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系統發出警報（J-Alert，全國瞬時警報システムZenkoku Shunji Keiho System）。
2011年3月發生的大地震中，日本海底觀測系統和建筑地震儀在14:46:48檢測到P波。S波在14:47:17爆發，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采取了一系列行動：
1.三大移動網絡運營商NTT DoCoMo、Au和軟銀移動利用手機廣播服務系統，用五種語言向手機用戶發送了地震的警告信息（根據2007年的法律規定，所有的3G手機均能收到該項服務）。
日本廣播公司（NHK）向民眾發出警報：電視中彈出預計將發生地震的警報，顯示了震中并確定了將受到嚴重影響的地區，電臺也傳送了類似的信息。
2.在東京，根據東京都政府的預案，新干線列車收到了停止運行的警告，東京的地鐵被疏散，外科手術停止，天然氣被切斷，核反應堆收到了進入關閉程序的命令。羽田機場和成田機場的所有跑道均被關閉，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按優先級配電的工作，醫院、發電廠和核電站、交通管制機構以及負責收集和分析數據的政府機構的優先級較高。
3.吊車放下貨物，汽車停駛，工廠生產線暫停，警察、消防隊和醫院等緊急服務機構收到信號，提高準備級別。
日本氣象廳開發的綜合緊急警告系統（見表2）凸顯了智慧城市的能力，即在自然災害的協調階段，如何從觀測系統中持續獲取數據，并將其輸入數據處理平臺。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，同時幫助各應急隊伍（警察、消防隊、醫院）做好準備。任何全面的智慧城市災害解決方案的骨干都是由技術供應商和電信運營商負責運行的信息和通信技術（ICT），再由公共機構的運營管理部門進行監督。
表2. 日本氣象廳制定的救災方案（來源：GSMA分析報告，依據NEC災害解決方案的信息）
在救災階段，需要對主干信通技術基礎設施進行評估，以確定是否需要進行任何維修和恢復。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。日本的移動運營商也制定了適用于不同災害情景的移動基礎設施救災方案。該方案是在2011年3月地震后實施的，包括以下內容：
1）提升網絡抗災能力，建立復原方案：為防備廣域災害，關鍵網絡功能應分布在多個區域。2011年地震后，NTT DoCoMo還決定建設100個高抗災能力的 "大區 "站。在發生大面積災害或停電時，能夠為35%的人口提供移動通信。網絡配備24小時備用蓄電池，并可使用太陽能、風能等替代性電源，確保在長期停電后也能正常運行。
2）提升當地救災地點的重連接和重新建立移動通信覆蓋的能力：
3）建立災后信息傳播的可靠手段：
4）在災害期間和災后救援期間提供服務和解決方案:
通過部署安裝在車輛上的基站，并將燃料和救災物資運送到現場，為當地政府、醫院、學校等提供支持。自然災害發生后，必須審查一個城市或區域的抗災戰略，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Twitter向朋友和親戚通報自己的情況，但受災人員很多并沒有Twitter賬戶。
為應對這一挑戰，日本政府2012年9月開始了為期一個月的新的中央門戶網站試點，該門戶網站可以在緊急情況下傳達從眾多政府機構收集到的關鍵信息，以提高公民在自然災害后的安全性。該門戶網站提供的信息包括停電、天氣預報和天氣系統、交通阻塞和替代路線。該門戶網站還提供Twitter式的功能，使所有人都能利用它留下個人信息。這些服務現已固定納入主網站。
危機響應過程中大數據的重要性
城市處理、存儲和共享大量數據（大數據）的能力對于增強其抵御自然災害的能力和備災能力至關重要。例如，日本政府實施了一個監測輻射的協調數據分配項目，位于農田、公園、辦公室、危險區和疏散區的具有SIM功能的設備利用移動網絡傳輸輻射測量數據。市政府利用這些數據讓公眾遠離檢測到高輻射的地區。
海嘯會增加土壤的鹽度，使其不適合農業耕種。國家環境委員會目前正在資助開發一項新技術，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：結論
一個城市有效應對自然災害的能力，在很大程度上取決于它對包括移動網絡在內的信息通信技術基礎設施的使用，以有效地接收、處理、分析和重新分配數據，并調動各種城市服務。美國、阿塞拜疆等國政府借鑒了日本的做法，并將其作為本國預警和救災系統的藍本。以下是日本的緊急預警系統給全球城市帶來的一些重要啟示：
1、在日本，國家應急方案由中央政府制定，而城市則成為災害發生時的中央協調和應對單位。
2、災前和災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任。
3、在城市危機規劃、協調和復原的整個過程中，移動運營商的參與至關重要。移動網絡需要加強，以連接包括警方、醫院和核電站在內的所有相關部門，以補充現有的專用網絡。移動網絡還需要用來連接各種傳感器，以監測陸地和海洋的變化，并準確測量關鍵參數，如風速、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和全球衛星系統相結合。
4、城市收集、處理、分析和分發來自各種傳感器網絡和整個城市生態系統的信息的能力對復原力至關重要。這種能力取決于技術供應商、軟件公司、集成商和電信運營商之間的有效協作。一旦建立了處理、存儲和共享大量數據所需的基礎設施，也會給包括移動運營商和技術公司在內的許多利益相關方帶來新的商業機會，他們可以利用云服務、數據分析和商業智能為消費者和企業創造新的服務和應用。
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