城市生命線系統應急能力：一個基于韌性理論的分析框架

■黃永 佘廉

2022 年4 月26 日，習近平總書記在中央財經委員會第十一次會議上指出：“基礎設施是經濟社會發展的重要支撐，要統籌發展和安全，優化基礎設施布局、結構、功能和發展模式，構建現代化基礎設施體系”。會議強調要加強水利設施、內河航道、油氣管網、分布式智能電網、城市綜合交通網等網絡型基礎設施，強化面向防洪排澇、污水治理等城市公共安全需求的防災減災基礎設施建設和公共衛生應急基礎設施建設，“加強國家安全基礎設施建設，加快提升應對極端情況的能力”[1]。這為當前和今后我國傳統和新型基礎設施建設提供了根本指導，同時也間接反映出我國基礎設施存在較大的改善空間，離“統籌發展和安全”還有一定的差距。在各類基礎設施中，有一類最為關鍵，它們通常都是維持城市正常運轉和公眾日常生活必不可少的系統工程，事關“城市生命”，因此被形象地稱為城市生命線系統。按照其承擔的主要功能，可劃分為：公路、鐵路、航道等交通運輸系統；廣播設施、網絡設施和郵政線路及設施等傳播和通信系統；電力、煤氣、天然氣、供熱設施等動力能源系統；生活用水的供應、污水處理、雨水排放、洪水管理等給排水系統；還包括生活供應系統和災害、醫療等應急保障系統。這些設施均與城市生產生活密切相關，是城市居民日常生活、生產過程中的基本要素和重要安全保障，具有龐大而復雜的系統結構，在城市功能體系中十分重要。然而，由于中國僅用幾十年時間走完了西方幾百年的城市化歷程，在快速發展中也存在各類安全隱患，城市生命線系統問題尤其顯著，統籌其發展和安全迫在眉睫。

一、問題的提出

隨著城市規模的逐步擴大，城市承載和流通的資源量也越來越多，巨大需求促進了城市生命線系統的快速發展，與此同時，逐步完善的立體交通網絡等城市生命線系統也加速了城市面積擴張和人口積聚。大中城市尤其是“北上廣深”等超大、特大城市日益成為復雜巨系統，帶來的是對城市生命線系統的深度依賴，使得城市生命線系統的安全不僅關系到系統本身的穩定運營，更直接影響城市系統的公共安全。并且，由于水、電等資源和設施對于城市防災減災救災的重要作用，使得城市生命線系統亦關系到整個城市的應急能力。例如，在河南鄭州“7·20”特大暴雨災害中，地下排水管網爆裂、電力中斷和通信癱瘓等使城市救災工作陷入極大困境，城市生命線系統面對自然災害或其他突發事件沖擊時存在較大的脆弱性并由此影響其在城市突發事件應對中的應急能力[2]。因此，提高城市生命線系統的應急能力對于整個城市有效預防和抵御自然災害、事故災難等各類突發事件具有積極作用，能夠更好地維護社會、經濟的安全和穩定。

學術界對城市生命線系統安全管理進行了多學科、多層次的探索，取得了較多的研究成果，但也存在一些不足。從研究維度看，主要聚焦于城市生命線系統自身安全，以及圍繞安全保障而展開的城市生命線系統的監測、預警、防災減災等相關研究。童林旭[3]較早從防災減災的角度對城市生命線安全展開研究，主要是基于對日本阪神地震的總結和反思，側重經驗借鑒。李若飛[4]從“維系和保障城市經濟和社會功能”的角度定義和分析城市生命線系統，認為城市生命線系統隨著不同時代經濟社會對于基礎設施的依賴側重點不同而具有不同的內涵和外延，主要從災害損失來評估城市生命線系統的脆弱性。王靈志等人[5]以武漢高溫天氣為例，提出了城市生命線系統如何提高氣候適應性的策略。陳潭等人[6]則進一步從城市生命線系統的脆弱性、復雜性、公共性等社會屬性的相對關系論述，從運營人工智能、物聯網、大數據等技術角度提出了城市生命線系統的實踐路徑，主要是從安全角度強化城市生命線系統的管理。付明等人[7]基于我國城市生命線工程運行監測實踐的現狀，從提高工程運行安全水平的角度提出了由五個子體系構成的監測標準體系，服務于預警管理；陳醉等人[8]側重從城市生命線復雜風險預測預警智能化的進程中研究大數據的應用意義及優化對策。從研究視角看，趙景偉[9]從線性空間視角對城市生命線的開發利用進行了研究，主要是側重從地下空間開發利用來分析城市生命線，對城市地下生命線的選線、防災和設計施工要求進行了初步闡述。李舒等人[10]則從城市公共安全的研究視角提出城市生命線系統應該采用新技術加強監測預警和精細管理。

綜上，已有文獻的研究對象主要是城市生命線系統自身安全，主要側重城市生命線系統的管理手段、管理模式、管理技術、管理標準、管理機制等方面，本質上還是圍繞城市生命線系統的“發展”功能，較少關注城市生命線系統在城市防災減災救災體系中的關鍵作用等維度。盡管也有學者以“健康碼”為例說明了大數據在城市公共衛生應急管理中的工具性，以及技術嵌入對于應急管理政策創新的影響，實際上從一個側面闡釋了應急管理中的信息傳輸與使用[11]，涉及城市生命線系統在應急管理中的作用，但總體上看，從城市公共安全的角度審視城市生命線系統的相關文獻發現，現有研究維度和理論視角還存在一些不足，譬如從總體服務城市應急管理、提升城市公共安全水平的視角來優化生命線系統設施的方向視角有待拓展。

二、理論基礎與分析框架

著名的城市問題學者雅各布斯曾經提出：“哪一種思維方式會有用，或者會有助于產生正確答案，這不取決于我們如何考慮這個問題，而取決于這個問題的固有本質。”[12]科學認知城市生命線系統等城市基礎設施的運營和管理，需要一種與城市生命線系統本身屬性契合的研究框架。

（一）韌性城市：城市生命線系統應急能力研究的科學視角

城市生命線系統是一個復雜而有序的有機體，需要系統地看待其設施與城市社會的互動，尤其是其設施的物理屬性與其承擔的城市安全應急功能之間的關系[13]。城市韌性理論以其城市公共安全和可持續發展的宏觀視野而與城市生命線系統問題研究具有較高的契合度，基礎設施韌性研究更成為城市韌性研究的熱點主題。

“韌性”概念最初由加拿大學者霍林[14]引入生態學領域，對生態系統研究產生了持續的影響。隨后，這一概念被應用到生態學、社會學、心理學、管理學等學科，并在適應各學科的發展過程中得到不同維度的拓展。進入21 世紀后，韌性理論被廣泛運用于城市研究和實踐，Godschalk[15]較早將韌性城市的概念與城市災害管理相結合，并對傳統防災減災手段與韌性城市理念下的減災手段進行了比較。國內外不少學者陸續從不同場景、不同維度對韌性城市展開研究，初步形成了廣泛認可的、比較完整的概念體系，比較有代表性的如：“抵御、吸收和恢復”是韌性的三個主要特征[16]，這也是韌性能力的三個核心要素。城市生命線系統是最重要的城市基礎設施，既是事關民生的發展工程，又是防范化解城市風險的安全工程，對城市公共安全具有關鍵性、全局性影響，而城市生命線系統的規劃、設計、建設成本高，后期運營及維護成本也較高，如在前期未能合理地針對城市需求進行規劃，會導致一連串的資源浪費并降低運行效率，甚至形成嚴重的安全隱患。因此，從韌性城市視角開展對城市生命線應急能力的研究具有堅實的理論依據和重要的實踐價值。

維護城市公共安全，要著力提高城市生命線系統設施的韌性，城市生命線系統的建設、運營和管理理念更要實現從“災后處理”向“災前預備”轉變，聚焦應急能力的構建。實際上，國家政策層面已經對公共基礎設施的應急能力提出了明確的要求。2023 年4 月召開的中共中央政治局會議中提出，要在超大特大城市積極穩步推進城中村改造和“平急兩用”公共基礎設施建設；2023 年7 月召開的國務院常務會議則進一步審議通過了《關于積極穩步推進超大特大城市“平急兩用”公共基礎設施建設的指導意見》，為在“北上廣深”等一線城市探索推進“平急兩用”公共基礎設施建設提供了行動指南，是“統籌發展和安全、推動城市高質量發展的重要舉措”[17]。然而，哪些公共基礎設施應該納入“平急兩用”，如何實現“平急兩用”，仍處于探索階段。城市生命線系統作為關鍵的公共基礎設施，具備“平急兩用”的天然基礎和必然需求。

國家提出“平急兩用”公共基礎設施建設既有經濟發展的意圖，也有公共安全的考量。首先是發展意圖，從“平急兩用”公共基礎設施的實現路徑來看，主要包括兩種模式，一種是新建“平急兩用”公共基礎設施，一種是對現有的城市基礎設施進行“平急兩用”化改造，這兩種方式都能夠有效地帶動投資，促進經濟的發展。其次是安全考量，“平急兩用”公共基礎設施強調“急時”狀態下的應急功能，發揮其在自然災害、安全生產事故、突發公共衛生事件等突發事件中的避難、隔離等功能。本文認為，“平急兩用”公共基礎設施理念是新時期對“平戰結合”理念的繼承和發展，韌性城市理論則為“平急兩用”公共基礎設施的實踐提供理論支撐。具體到城市生命線系統，除了維系城市居民日常的生活生產，它既滿足城市“平時”的“發展”需要，同時也是城市抵御災害和應對突發事件的能力保障，滿足城市“急時”的“安全”需求，是保障城市正常運轉和居民生命財產安全的關鍵基礎設施。一旦城市生命線系統遭受破壞，城市就會陷入局部甚至整體癱瘓。因此，城市生命線應急能力的構建至關重要。

在韌性城市理論視角下，城市生命線系統的應急能力是指城市生命線系統應對、吸收、適應外部沖擊并恢復自身功能的能力，在外延上至少有兩層范圍：當城市遭受外部沖擊，處于安全威脅等突發狀態時，城市生命線系統能夠提供有效支撐，實現城市應急管理的功能；當城市生命線系統的某一個或多個子系統遭到外部沖擊時，其他子系統能夠提供有效應急響應和救援，并盡快恢復受沖擊子系統功能的運行。

（二）線網特征與韌性需求：分析框架的提出

城市生命線系統在外部形態上常呈現“線網”特征，在內在功能上是支撐城市發展與維護城市公共安全的關鍵基礎設施，其外部形態和內在功能共同決定了城市生命線系統的應急能力要素。

線網是城市生命線系統固有的城市空間形態。從城市生命線系統的具體空間形式來看，它們大多是以“管、線、帶”的外在物理形式存在，在城市整體基礎設施的復雜系統中對其觀察，其物理形式可以總結或抽象為“線網”空間特征。首先，城市生命線系統如鐵路線、航線、公路線、輸變電線、供水排水管線和通信線路，它們以各種“管、線、帶”的形態出現，在城市基礎設施布局中以抽象的“線網”空間組成復雜的城市生命線系統網絡。其次，城市生命線系統的功能是傳輸城市各類物質、能量和信息等內容[18]，因此，不論其傳輸內容和傳輸方式，實現物質、能量和信息從起點到終點的“線”狀連續傳輸是對城市生命線系統的基本要求，進而實現對城市區域點、線、面的全覆蓋。因此，“線網”空間特征是城市生命線系統最重要的特征，有助于理解其作為應急管理基礎設施在維護城市公共安全中的作用和規律。

城市生命線系統的“線網”空間特征決定其安全韌性需求。城市生命線系統的“線網”結構極大地提高了城市應對外部沖擊和擾動時的防災減災和救災能力，但另一方面，城市生命線系統之間的高度關聯性也強化了其自身的脆弱性，容易引起多個系統的災害級連鎖反應，即城市生命線系統的各子系統之間具有的較強關聯性使得其某一子系統受損的時候會連帶影響到其他子系統，甚至導致其他系統罷工，以致出現“以點帶面”的輻射狀損毀[19]。例如，發生地震時，燃氣管道、供水管道、供電線路也都會遭到破壞，燃氣泄漏容易引發火災，但是滅火所需的水源由于供水管道的損壞而得不到供應，而供水系統的應急可靠性則不僅依賴自身系統的恢復，也很大程度取決于電力的可靠程度[20]。這樣的災害鏈式影響往往使得城市生命線系統受災后果極有可能進一步擴大。因此，城市生命線系統設施的應急能力與城市安全密切相關，可以據此衡量城市生命線系統在受到災害和突發事件影響時抵抗損害的能力，進而折射出城市在發展過程中抵御內外部因素干擾和破壞的能力[21-22]。

在韌性城市理論視角下，提高城市生命線系統應急能力要優化行政管理體制，加強城市生命線系統不同管理單位和使用單位的綜合協調，避免由于“條塊分割”造成的系統內各子系統之間的沖突和相互干擾。提高城市生命線系統應急能力要強化風險治理，在平時加強對設施布局交叉、管線老化、超負荷運行、設施各類信息登記缺失等安全隱患進行排查[23]，建立城市總體的風險地圖，有針對性地優化城市生命線系統的布局，確保城市在進入應急階段時各生命線系統設施處于良好狀態。提高城市生命線系統應急能力要強化應急演練，通過情景構建和模擬的方式檢驗城市生命線系統設施的可靠性，并通過演練情況總結對相關設施的韌性能力做出評估，及時發現不足并補齊短板。總體上看，城市生命線系統的應急能力一方面取決于設施本身的物理屬性，另一方面則與其管理系統相關。

基于對城市生命線系統工程的線網特征與韌性需求分析，本文嘗試提出我國城市生命線系統在發揮突發事件應對功能時關鍵取決于其線網抗擊力、傳輸量、傳輸率、覆蓋率和連續性這五個維度的應急能力，針對各個維度將從基礎設施本身的“線網”物理屬性和“安全”管理功能兩個方面展開分析。

（三）城市生命線系統應急能力要素：分析框架的內容

1.維度一：線網抗擊力

城市生命線的抗沖擊力維度刻畫的主要是城市生命線系統抵御外部沖擊和擾動的能力。從“線網”的物理形態看，城市生命線系統傳輸的是物質、能量或信息，容易因為過載而導致管線本體受損，或是受到外界的沖擊和擾動而直接造成設施的損毀，或是由于外界的致災因子誘發城市生命線系統設施內傳輸物質或能量的釋放。從“安全”的城市功能看，城市生命線的強度表現為管理和運營者感知、理解和應對風險的能力，包括面臨中低風險的臨危不亂和應對中高風險的科學高效，以維持城市生命線功能的災時連續性。

2.維度二：線網傳輸量

城市生命線的線網傳輸量維度刻畫的主要是城市生命線系統在每一個時間節點傳輸內容的絕對數量。從“線網”的物理形態看，造成這一問題的主要原因是政府公共支出預算等管理原因或設計規格等技術原因導致的城市生命線系統管線設施過細，僅能滿足當前城市日常運營所需的容量，卻不能滿足城市應急狀態下對于物資供應、防洪排水、能源供給、應急通信和醫療救助等的峰值需求。從“安全”的城市功能看，當前我國城市生命線系統工程大多建設于20 世紀末期，甚至部分可以追溯至中華人民共和國成立后和改革開放前，當時的公共管理對市政管線等城市生命線系統設施賦予的功能主要是滿足日常生產和生活的基本需求，較少考慮“安全”功能所需的冗余容量。

3.維度三：線網傳輸率

城市生命線的傳輸率維度刻畫的主要是城市生命線系統在單位時間內傳輸各類物質、能量和信息數量的相對效率，與其順暢程度有關。血栓堵塞人體血管，導致血液流動不暢進而危及人體健康，城市生命線系統在使用過程中也常發生堵塞，造成物質、能量和信息傳輸的阻滯，進而影響城市應急響應與救援，危及城市公共安全。從線網的物理形態看，一方面可能存在設計能力低于城市發展速度，缺少對城市發展所需城市生命線系統承載能力的預判；另一方面，城市生命線系統設施在使用過程中可能發生性能劣化，造成傳輸能力的下降。從“安全”的城市功能看，主要是衡量公共服務的質量，尤其是部門條塊分割所造成的掣肘程度。

4.維度四：線網覆蓋率

城市生命線的線網覆蓋率維度刻畫的主要是城市生命線系統在城市空間區域布局的覆蓋程度，一般表現為長度。從線網的物理形態看，典型表現為城市軌道交通、排水管線、供暖系統的長度伸展等未能匹配城市和經濟社會的發展。從“安全”的城市功能看，線網覆蓋率實際上是城市基本公共服務供給仍未實現均等化的表現，并且在城市的不同區域，城市生命線系統設施的布局和效率也存在差異。

5.維度五：線網連續性

城市生命線的連續性維度刻畫的主要是城市生命線系統功能和業務是否可以不因外界的沖擊而失去連續性。從線網的物理形態看，正是由于城市生命線系統以“線”的形式存在，意味著“線”的全程連貫性是其發揮功能的前提，一旦某個點斷開，物質、能量和信息的傳輸將中止，在應急救援和處置過程中，將導致急需的應急物資不能及時到位。從“安全”的城市功能看，現代城市日益成為一個復雜的巨系統，所依靠的不僅包括市政管線在內的基礎設施網絡，更多的是城市功能體系的復雜網絡，城市生命線系統中各子系統的業務銜接與連貫是其“安全”功能得以發揮的重要衡量維度。

三、城市生命線系統應急能力現狀與優化策略

（一）城市生命線系統應急能力現狀分析

在一些經濟社會發展水平相對落后、城市功能不夠完善的城市中，生命線系統的規劃建設進度和水平未能與城市的快速發展有效匹配，或實際建設規格質量未達設計標準，導致諸如路網構建不合理、分布不均勻和可達性不足的狀況，由此產生停水停電頻繁、交通線路堵塞甚至安全事故頻發等問題，對城市居民生活和安全保障產生不利影響。通過對城市生命線系統在發揮城市應急管理功能過程中暴露出的各類問題進行梳理，依據城市生命線系統“線網”空間的五個維度，筆者發現城市生命線系統普遍存在抗沖擊力、冗余度、傳輸效率、覆蓋率和連續性不足等問題，這些問題不但反映出城市生命線系統在城市快速發展情境下的適應性不足，更反映出災時應急能力不足，暴露出城市生命線系統的韌性不足。

1.抗沖擊力不足

輸水管線爆裂是典型的城市生命線系統過載而產生的強度問題，通常是由于供水輸水管線水壓過高造成的。一些城市的輸水管線使用年限較為久遠，材料質量發生了劣化，在缺少維護的情況下容易爆裂，造成城市供水中斷。此外，暴風或冰雪災害中的輸電線斷裂問題也比較常見。一方面是各種原因導致的電纜直接斷裂，另外一種情形是由于架空電纜的電纜塔或電線桿被風暴席卷倒塌間接引起線路扯斷。兩種情形都是因為輸電線路或其配套輔助設施的強度不足以抵御自然災害的沖擊。許多城市電網設施老舊、布局雜亂，安全隱患突出，在遭遇風暴雨雪等極端自然災害時極為脆弱，容易損毀。

此外，需要特別注意的是地震等急性沖擊或地層運動等慢性地質災害和壓力這些外部因素對城市生命線系統設施各類管線造成的撕扯、扭斷等，可能造成整個城市生命線系統的癱瘓，從而導致城市應急響應、應急救援等功能無法運轉，造成嚴重的城市危機。

2.冗余度不足

城市生命線系統的粗度對城市應急能力的影響在城市供水排水系統表現較為明顯。以應急排水問題為例，通過海綿城市、流域治理等，許多城市在雨洪內澇管理方面取得了一定進展，但對于排水管廊的研究和建設仍亟待完善。我國城市的排水系統目前普遍是依賴鋪設地下管網的模式，排水管多為在近地表位置埋藏管徑1～3 米的主管道和0.1～1 米的支管道。此類排水管瞬時承載能力有限，在發生特大暴雨或洪水時便捉襟見肘，導致城市發生內澇，對特大降水量乃至洪水等情況的應對能力不足。一些城市的排水系統依然采用雨污合流的方式，但其設計排水能力往往僅考慮所在城市區域的日常生產生活污水的排放，一旦發生較大降雨，這些排水管線就不能滿足瞬時排洪需求，甚至造成地下污水返流至地面，造成城市環境的嚴重污染。鄭州“7·20”特大暴雨災害集中體現了城市生命線系統的防洪排水問題。

3.傳輸效率不足

城市生命線系統的傳輸效率不但與容量直接相關，也受管線傳輸順暢程度影響。供水排水等城市輸水管線、城市供暖管道長時間使用后可能由于水質的原因而緩慢結垢或管道內外壁被腐蝕，影響通暢程度。此外，部分橋梁經過長時間服役后強度降低，通行橋梁的運輸工具不得不降低載重，從而降低了單位時間內的運載和傳輸能力。部分航道由于上游水土流失或兩岸泥石流等因素造成河道淤塞，長年未得到清理疏浚，導致水道變淺，影響大型船舶通行和航道安全，或盡管能通行，但是需要減速慢行小心避讓可能存在的障礙物，極大影響了傳輸效率。

4.覆蓋率不足

從城市總體應急能力的角度來看，城市生命線系統在城市區域的布局不完備、不均等將系統地降低城市韌性。污水排水管線是城市的“里子”，但是部分城市更注重面子，將排污管線出口架設到附近偏僻低洼區域或明渠河道，而未延伸至城市郊外指定排污區域或城市污水處理廠，相當于沒有將城市污水這種物質內容傳輸到位，將問題從城市內部一個區域轉移到另外一個區域，造成二次污染，未能完成城市生命線系統本應完成的污水處置功能，造成環境安全和公共衛生隱患。此外，特大城市通常在郊區建設了大量衛星城，由于房價較低等各種因素吸引了大批年輕人入住，但是城市的軌道交通等基礎設施未能配套延伸至這些區域，從而導致地面公路交通過載，尤其是在早晚高峰期交通堵塞嚴重，給市民生活帶來極大不便，同時也加重了空氣污染和安全隱患。

5.連續性不足

應急物流系統的連貫性問題在新冠疫情期間表現得較為明顯，關系到一座城市應對突發公共衛生事件的能力，影響救援速度甚至會給社會穩定帶來風險。應急物資調配和運送的物流系統由于部分樞紐城市的隔離政策造成中斷，主要是交通樞紐無法發揮交通線的中轉節點作用，突發的疫情則可能導致車輛和人員被就地隔離，多種因素導致交通無法完全暢通，人民群眾的生活物資的調度受到一定影響，這也體現了城市生命線系統之間復雜的關聯性。

洪水、地震、臺風等極端自然災害或其他巨災情況下，由于高壓電纜、信號塔等供電及通信設施通常都暴露在露天無保護的環境下，因此地表城市供電及通信系統往往首先受損。災害發生時，穩定的通信是調動物資和緊急救援人員的有效保障，而電力供應則是維修、救援、疏通等工作中設備機器運轉的基礎。我國供電及通信線網在許多不發達地區或線路末端缺乏保護措施，在發生災害時往往不能有效運轉，需要緊急維修和重建，極大影響應急響應和救援效率，危及人民群眾的生命財產安全。

（二）城市生命線系統應急能力優化策略

1.緩沖耐災：化解沖擊和擾動

城市生命線系統提升“線”的強度，建立具備抵御外部沖擊和擾動的耐災緩沖能力，一方面要加強采用新材料、新工藝和新設計，提高城市生命線系統的工程設施本身的強度；另一方面更要著力加強城市生命線系統設施的防災保護措施，阻隔、緩沖外部沖擊對城市生命線系統的直接沖擊力度和影響，主要策略有通過設施地下化來減少城市生命線系統設施在災害中的暴露程度，從而降低其脆弱性。

城市生命線系統設施由于其線、網狀特征，單位占地面積小，但是縱橫交錯，對地面建筑布局、城市安全和市容有較大影響，天然具備地下化優勢[24]。電纜、燃氣管道等設施地下化可以避免地面暴雨風雪或人為破壞等沖擊帶來的安全隱患。但由于地下工程的不可逆性，傳統的直埋方式存在地下線路出現老化、故障等問題后維護難度較大的弊端，而綜合管廊有利于克服這種弊端，是城市生命線系統適應現代城市安全需要及地下集約化發展趨勢下的產物。在大城市新區先行試點基礎上，還需要結合全國各地實際，在城市建成區更大范圍推行綜合管廊建設。對于油、電、氣、水的管網管廊設計，需要根據當地的氣候、水文、地質等信息有針對性和預防性地進行規劃和設計，綜合分析管網鋪設的安全性和災害發生后損毀預評估，為災害和突發事件預留彈性空間[25]。

2.適度冗余：平衡常態與應急

城市生命線系統不論傳輸的內容是物質、能力或信息，其負荷和傳輸能力與設施本身的容量密切相關，而容量通常又由“線”的粗細直接決定，尤其是在突發事件應對或危機處置中，峰值能力取決于“線”的粗壯程度。如排水泄洪管道的粗細直接影響單位時間內的最大排水量；在搶險救災中的應急通信設施較為緊缺，在通信網絡帶寬有限的情況下，現場眾多的通信設備擠占有限的帶寬資源將導致通信質量下降，影響影像圖片等資料的傳輸。

城市生命線系統設施除了要滿足日常城市運營所需的物質、能量和信息的傳輸，還要適度預留城市生命線系統負荷能力的冗余度，充分考慮所在城市的各類極端自然災害和突發事件中的應急管理需要，合理設置城市生命線系統工程的規格。容量冗余既可以通過增加單線的規格實現，也可以針對特定關鍵設施設置復線。

3.順暢高效：提升傳輸效率

城市生命線系統提升應急能力需要梳理和維護其傳輸物質、能量和信息時的順暢程度，常用的措施有：基礎環境穩定、材料更新、內部疏浚、裁彎取直。

對于城市軌道交通而言，鋼軌的平順程度對于列車運行速度、穩定性和安全性有關鍵性影響，因此需要致力于提升城市軌道交通的基礎穩定性、軌面平滑性和材料結構性，嚴格控制“投影變形”；對于輸變電線路等，需要更新現有老舊設施，采用更加高效的新型輸變電材料和技術；對于公路橋梁航道，需要清理道路內各種堵塞物，對于暖氣管道、供水排水管道要及時清理水垢等日積月累可能形成的堵塞物，提高既有設施的內在通行量；對于有些可以更改布局的城市生命線系統設施，如交通流量較大的城市主干道、泄洪排澇的干渠，要適當裁彎取直，盡量把曲線變成直線，提高既有線路的點到點的通行速度，降低傳輸時間，提升傳輸效率。

4.有效連接：覆蓋城市全域

由于當代城市圈狀輻射式和地上地下立體式的多形態發展，城市生命線系統需要同步更新和擴展，并要求各類城市生命線系統設施在城市各個區域都全面覆蓋，形成合理布局。具體而言，城市生命線系統的建設、完善和更新需要與城市發展階段、規模和現代化程度相匹配，當城市工業生產、商業貿易等各類經濟社會活動擴展了城市邊界時，城市公路或軌道交通、通信、垃圾清運和水電暖氣等基礎設施應提前布局，同步發揮城市功能。從實踐層面看，主要需要強化道路網絡、電力傳輸線路、供水管網和通信基礎設施等相關城市生命線系統的規劃、設計、投資和建設相關單位之間的良好協作，確保城市生命線系統的合理布局和分布。而對于城市老城區，城市生命線系統應該成為城市更新工程體系中的重中之重。

5.多路并聯：契合城市網絡

借鑒物理學里電路串聯和并聯的特征和不同作用，在城市生命線系統的網絡布局方面，在投資預算和技術可行的情況下要合理采用并聯結構，以防城市生命線系統某個節點發生斷點情況時，備用路徑能保障物質、能量和信息傳輸的連續性。

首先，合理設置單一系統的內部網絡結構，針對不同功能的城市生命線系統設施，適應其功能特點、防災脆弱性和救災關鍵性等的程度而采用串聯或并聯布置，增強城市生命線系統應對災害、事故等突發事件的防災韌性，在傳輸能力不足時優先保障重點用戶的資源，確保在災害發生時能夠維持城市最低限度的基礎功能運行。如區分關鍵基礎生產區和商業辦公區用水用電需求、區分消防用水管線和居民用水管線的布置。其次，要彌補單一系統不足，綜合考慮各類基礎設施之間的聯系和轉化能力，以便在城市生命線系統某些子系統遭受到破壞的時候，能夠實現不同系統功能的快速轉換，增強城市生命線系統整體穩定性、安全性尤其是業務連續性，從城市總體安全層面不斷強化城市生命線系統韌性。