《Sustainable Cities and Society》：Spatial Patterns of Supply-Demand and Network Resilience in Urban Emergency Services: A Multi-System Case Study of Shijiazhuang, China
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城市应急服务(Urban Emergency Services, UES)是保障灾害情境下生命安全与城市功能运转的核心支撑，其供需空间格局与网络韧性从根本上决定了应急响应效能。本研究构建了融合UES供需空间机制解析与网络韧性评估的综合框架：将改进重力模型与优化
城市应急服务(Urban Emergency Services, UES)是保障灾害情境下生命安全与城市功能运转的核心支撑，其供需空间格局与网络韧性从根本上决定了应急响应效能。本研究构建了融合UES供需空间机制解析与网络韧性评估的综合框架：将改进重力模型与优化秩和比(Rank-Sum Ratio, RSR)评价模型相结合，实现多维服务功能量化与双向供需交互关系的精准刻画；整合网络空间与地理空间双重视角，通过"空间格局-空间趋势-空间关联-驱动机制"的多层级递进分析，揭示单个UES子系统的供需空间构型及其形成机理；进一步构建区域-应急服务超网络(region-emergency service hypernetwork)，以超边(hyperedge)表征多区域、多服务间的高阶协作关系，并从功能无脆弱性(functional invulnerability)与结构鲁棒性(structural robustness)双维度开展网络韧性评估。以石家庄市223个街镇的医疗救援、物资保障、避难疏散三类应急服务系统为实证对象，核心发现如下：TOP-1供给网络中，单个节点集中了来自47个街镇的关联；需求网络则遵循邻近导向逻辑，表明UES供需能力是通过跨区域资源流动构建的涌现属性，而非单一空间单元的内生属性。86.1%的街镇存在应急医疗供给不足，三类服务均呈现显著空间错配，双因子交互作用可解释供给端97%以上的空间变异。功能无脆弱性与结构鲁棒性呈系统性解耦：随机攻击下网络崩溃程度较靶向攻击低73.56%；当负载率(load ratio)达到80%时，网络无法有效抵御扰动。本研究从供需交互视角为理解UES空间动态提供了理论基础与实证依据，可为韧性城市规划与应急资源优化配置提供支撑。
《Sustainable Cities and Society》论文解读：城市应急服务供需空间格局与网络韧性研究
研究背景与问题提出
全球气候变化与快速城市化背景下，极端灾害与城市突发事件频次持续上升，对城市生命线系统构成严峻挑战。联合国可持续发展目标(SDGs)、欧盟关键基础设施保护指令及《仙台减灾框架(2015–2030)》均将韧性城市建设列为优先议题。城市应急服务(UES)涵盖医疗救援、物资保障、避难疏散三大核心系统，是灾害应急响应阶段的基础支撑。然而现有灾害案例反复暴露短板：2021年郑州暴雨中区域医疗网络崩溃，大型医院医疗物资严重短缺；2023年土耳其–叙利亚地震部分区域灾后5日无外部救援；2008年中国南方低温雨雪冰冻灾害导致多类关键设施连锁失效。这些现象共同指向当前UES研究的三大瓶颈：一是传统供需模型多采用单属性指标表征服务能力，未耦合多维功能量化与供需空间交互结构；二是多聚焦单一应急服务类型，对多UES系统间的集成交互、协同效应与资源权衡关系研究不足；三是地理空间视角与网络空间视角相互割裂，难以完整揭示供需空间格局的形成机制；四是韧性评估多局限于设施节点的抗损性，未将跨区域供需交互纳入核心分析维度，无法捕捉供需关联网络在灾害冲击下的结构失稳与功能退化。针对上述缺口，北京工业大学Boqian Zhang、Donghui Ma与Wei Wang团队以石家庄市为实证对象，构建了UES供需空间机制与网络韧性的整合分析框架。
关键技术方法
研究采用多方法融合的技术路径：首先构建改进重力模型与优化秩和比(RSR)评价模型的耦合方法，实现多维服务功能量化与双向供需交互强度的精准测度；其次建立"空间格局-空间趋势-空间关联-驱动机制"四层级递进分析框架，系统解析单个UES子系统的供需空间特征与形成机理；进一步构建区域-应急服务超网络，以超边表征多区域、多服务的高阶协作关系；最终从功能无脆弱性与结构鲁棒性双维度设计多场景攻击模拟，定量评估网络韧性。实证研究选取石家庄市223个街镇为空间单元，覆盖医疗救援、物资保障、避难疏散三类核心应急服务系统。
研究结果
供需空间格局特征
TOP-1供给网络呈现显著极化特征，单个核心节点集中了47个街镇的关联；需求网络则以邻近导向为核心逻辑。研究表明，UES供需能力并非单一空间单元的内生属性，而是通过跨区域资源流动构建的涌现属性。86.1%的街镇存在应急医疗供给不足，三类服务均表现出显著的空间错配特征；地理探测器分析显示，双因子交互作用可解释供给端97%以上的空间变异，表明供需格局是多因素非线性耦合的结果。
网络韧性评估结果
功能无脆弱性与结构鲁棒性呈系统性解耦：随机攻击场景下网络崩溃程度较靶向攻击低73.56%，说明网络对无差别扰动的抵御能力显著高于针对性破坏；当负载率达到80%时，网络无法维持有效服务，出现系统性失稳。
讨论与研究结论
讨论部分指出，传统单网络模型难以反映多应急系统间的跨层协作，而超网络框架可有效捕捉资源协同共享机制；供需空间错配的根源在于多维驱动因子的非线性交互，而非单一要素主导；功能与结构韧性的解耦特征提示，UES优化需同时兼顾节点能力提升与关联网络冗余设计。
研究最终结论可归纳为四点：第一，改进重力模型与优化RSR模型的耦合方法可有效量化跨区域、多系统的UES供需交互强度；第二，四层级空间分析框架系统揭示了各子系统供需格局的地理规律与形成机制；第三，区域-应急服务超网络模型突破了传统单网络的局限，为多区域多服务协同优化提供了通用工具；第四，双维度韧性评估方法定量刻画了不同扰动场景下的网络脆弱性特征，为韧性城市规划与应急资源精准配置提供了实证依据。本研究从供需交互视角拓展了UES空间动态的理论认知，成果发表于《Sustainable Cities and Society》。
