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问题在夏季的桥梁工程,把抗灾能力
2019年7月1日 体积 49 问题 2
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编者按:不断增长的需求快速弹性的基础架构

星期一,2019年7月1日

作者: 托马斯·d。奥罗克

这两个地球上的人口高度密集和日益不安的性质对于危害。人口膨胀暴露出大量的人员和基础设施的极端事件,如地震,海啸,飓风,洪水,野火和广阔。这些和其他灾害可能破坏社会结构和整个地区的经济平衡,甚至进入全球级联供应链中断,损失险和金融不稳定。

在过去15年中世界上出现了2004年苏门答腊 - 安达曼和2011年地震和海啸,合谷穴,2010年地震离智利海岸,并在2010-11坎特伯雷(NZ)地震序列。这些地震是三个最大的6在有史以来的。在美国,卡特里娜飓风(2005年),桑迪(2012),哈维(2017年),玛丽亚(2017年),和伊尔玛(2017年),是全国五大最昂贵的飓风三同年他们。

取而代之的是罕见的事件,从纯天然灾害megadisasters将与更大的频率经历。严重程度和这些事件的深远后果自然建立了一个新的标准的灾难,和相应的工程专业是一个挑战,以帮助开发,以减少弹性它们的影响所需的基础设施。

弹性可以被定义为一个社会的承受和恢复中断并迅速适应不断变化的条件(白宫2011)的能力。提供基础设施资源和服务,维持社区。它包括公共和私人建筑行业,交通设施,能源生产和输送系统,供水,电信和废物处理和传送网络。

弹性的基础设施,但是,远不止涉及核设施的保护和紧急操作。涉及其中的政府机构和操作它的实用程序,该公司和企业设计和构建复杂的互动,它的机构财务和资金它,谁在基础设施(NIST 2016)依靠人民。

一个流行的主题,在这个问题上的文章是基础设施的社会问题和需要的方法对应的两个弹性的社会和技术问题。 -progress和基础设施的政策必须解决结合技术和基础设施,包括相互依赖性之间的物理,社会和经济制度的社会因素取决于社区。

从基础设施投资的红利是有弹性的性能在一天按一天的基础上改进的。这些投资的回报是在安全的长期改善当和效率都集成多年来相当显著。每天都在添加从避免基础设施的破坏和经济的影响,这是极端条件下大幅度的首要目标获得的价值提升。

创新提升弹性

如果需要是发明之母,那么,在这个世界上,不断增长的人口和同时接触到的气候变化,减少自然灾害的影响,应必要创新的影响。自然灾害已经在途径的基础设施改变的事实各大代理商,充当改善极端条件下以及规划和工程改善日常运营表现的催化剂。

在这个问题上的工程创新的示例介绍了文章,发展弹性的基础设施。涉及创新制定和管理风险,规划和建设的多重危险,并让社区和公共/私人机构的新途径。 MOST一些关于创造性的工作领域涉及工程的基础设施,以减少地震和飓风风险。

的发展基础设施的巨大挑战之一是任务的双重特性:是基础设施这两个本地嵌入当地居民,建筑物和设施,业务结构,库存政治和受工程和社会行为的普遍原则。基础设施的总原则必须同时同当地社区的特殊性加以解决。 ,此外,还有永远只有一个办法,和当地的解决方案受到一段时间的变化。

弹性的基础架构提供有关如何应对这种双重性格的有价值的见解。处理危险的,尤其是弱势群体,要的紧迫性有助于促进共同的目的,并获得公众的支持。同时,经验在洛杉矶和旧金山学习了基础设施抵御地震和在纽约和休斯敦基础设施抵御飓风有随处可见的风险为社区的相关性:从经验解决一类危险性为value've社区后获得了受其他类型的危险。组织 - 佐丹奴国的金融创新和减少自然灾害的风险提供了更普遍的推进基础设施线索。

在这个问题上

该专栏打开纽约州长科莫描述canarsie隧道的康复,继飓风桑迪创新基础设施的一个例子。该隧道是在纽约市的地铁线,每天怀揣25万名通勤者的关键环节,并要求其恢复修理由桑迪飓风损坏的结构和电力元件。该项目开工年近七哪个飓风之后,说明了自然灾害后的核心基础设施的恢复曲线的长尾巴。此外,它显示了面向社会目标的弹性的基础设施实施的重要性。在这种情况下,社会的目标是通过打破传统的隧道康复的规则和倾覆传统的代理会见由途径争取总督选任外部学术专家小组,审查项目计划。

接下来,爱丽丝山比拉尔阿尤布和应对气候变化及其对弹性的基础架构设计效果。他们讨论了处理不确定性和展示工程社区如何应对气候变化与基于风险的自适应设计方法途径。他们提供的指导性标准,问题和实例,和审查政策选择,建立弹性的基础设施。

查理Scawthorn和Keith门房提供的基于性能的设计(PBD)及其多种危险适应的讨论基于风险的工程的进一步处理。他们对改进建筑规范灵活的基础设施带来的好处报告,并说明随着从弹性水配电网效益的一个例子,以减少城市中容易受到地震的火灾危险性。他们认为技术,制度和需要,对于一个有效的多危害的方法来解决监管问题。

格雷格Baecher米歇尔笨死了,佳佳赖利,布莱恩·菲利普斯,编环节,桑德拉·奈特和 格里加洛韦 探索从工程模式的转变基于标准的方法,以弹性的基础设施项目风险的通知计划。他们专注于飓风和洪水对基础设施设计的发展的影响,并考虑从20至21世纪的危险,有弹性的做法转变为下一代工程师的教育意义。

在接下来的文章中,Rojahn克里斯,劳里·约翰逊,Cedillos维罗尼卡,特丽麦卡利斯特,史蒂夫·麦凯布和我讨论社会需求和六个关键基础设施系统的相互依存关系:电力,燃气和液体燃料,水,污水,电信,交通网络。根据由美国国家标准与技术研究院(NIST)委托生命线基础设施的性能进行评估,提供政策,建模和研究的建议,以及基础设施的性能-levels和时间框架的关键服务和资源回收。

布鲁斯Ellingwood约翰·范·德·瑞士莲,和特丽麦卡利斯特地址弹性社区的发展,并介绍了基于风险的社区的抗灾能力NIST的支持中心的工作。 ESTA multiuniversity努力财团超越实物资产和应急响应考虑社区的社会需求,包括灾后恢复改善。

露西·琼斯和霍玛丽莎解释洛杉矶的城市有着怎样的自然灾害风险解决长期实施计划, 弹性的设计,为了提高通过条例的市议会,行政措施,和伙伴关系活动提高地震弹性。他们讨论的科学和政策是如何被整合在城市规划,并从其他的科学家,工程师,城市规划师洛杉矶的经验中汲取教训,和社区想连接,科学研究为适应性强的社区政策。

克雷格·戴维斯和约翰Shamma摄影描述水利厅水电,大都会水区的洛杉矶系的历史协作,-california开发和应用措施的地震弹性供水的的19万个居民-angeles,圣地亚哥地区。他们专注于项目,以确保水的圣安德烈亚斯断层的破裂显著和全系统的风险降低协作计划的情况下流动。区域工作队ESTA的形成所需要克服的制度约束和差异在组织文化来实现的宗旨,致力于团​​结普遍改善。

前进的道路

在这些文章中压倒一切的关键因素是负责规划和组织,构建和维护基础设施机构的制度文化。这种文化是在工程师的业务方式未来变化的心脏。在方法上必要的修改与认识之间存在一个重要的区别开始 变革推动者不改变机构.

作为工程师,我们要问自己,如果我们想在机构对这种变化的参与者那些没有。对于这种基础设施是一个存在的问题。国家面临的基础设施挑战是如此之大,进展情况将通过-changes只有在经营和监管机构,在制度约束的减少,以及创新的文化在取得融资和资金,开发出灵活和可持续的系统。

基础设施的发展提供了弹性许多经验和新鲜考虑去迁就需求极端的社会和技术复杂之中条件所需的变化。我希望这个问题会刺激新的基础设施,并会考虑改变剂急需改进。

确认

感谢延伸到-Greater洛杉矶艾瑞克·嘎塞提的办公室,美国国家标准与技术研究所,美国国家科学基金会,水的洛杉矶部和电源,大都会水区,并为机构,信息加利福尼亚水资源部,研究支持在这个问题上所描述的工作的。

我们对此表示赞赏征召确保篇的覆盖范围,准确度以下专家的努力下,以及基于证据的:约翰·博兰,詹姆斯·哈里斯,肯尼思·赫德纳特,埃里克Letvin,大卫·迈尔森,克里斯波兰和乔纳森·斯图尔特。

作为总编辑 卡梅伦弗莱彻提供了改进周到的见解和建议。她是一起工作非常愉快。

引用

NIST [国家标准技术研究所。生命线系统性能的关键2016年评估:在灾难恢复的了解社会的需要。 GCR 16-917-39 NIST报告,编写的应用技术委员会NIST。盖瑟斯堡MD。

白宫。 2011年总统政策指令/ PPD-8:国家准备。华盛顿。

关于作者:托马斯·d。奥罗克(NAE)是托马斯河在土木与环境工程康奈尔大学工程学院教授布里格斯。