隨著全球暴雨極端天氣變得更頻繁,我們的地鐵系統(tǒng)也正在經(jīng)受考驗(yàn)。未來(lái),數(shù)字化的解決方案將使人們能夠更好地預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)。
近年來(lái),全球包括倫敦、紐約、東京在內(nèi)的城市軌道交通都在經(jīng)受考驗(yàn),這些城市的地鐵系統(tǒng)擁有百年歷史,設(shè)施已經(jīng)陳舊,然而即便是擁有世界最新地鐵系統(tǒng)的城市,面對(duì)極端天氣的襲擊,也可能不堪重負(fù)。
專家表示,隨著三維建模以及BIM(建筑信息模型)等技術(shù)的發(fā)展,結(jié)合傳感器收集的大數(shù)據(jù),未來(lái)將能夠更真實(shí)、智能地模擬地鐵交通等城市基礎(chǔ)設(shè)施遭受的災(zāi)害,從而提前應(yīng)對(duì)決策。
有研究氣候變化對(duì)城市影響的團(tuán)隊(duì)預(yù)測(cè),到2100年,城市周圍的海平面將至多上升接近3米,這將迫使整個(gè)易受洪水侵襲的社區(qū)進(jìn)行整體重建規(guī)劃,包括建立新型的地面軌道系統(tǒng),比如用高架路代替隧道。但這些努力大多是長(zhǎng)期項(xiàng)目,無(wú)助于應(yīng)對(duì)近期出現(xiàn)的暴雨等極端天氣。
在全球的其他地方,一些投資正在涌入城市基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化管理,比如軟件系統(tǒng)平臺(tái)升級(jí)。法國(guó)達(dá)索系統(tǒng)大中華區(qū)技術(shù)咨詢部技術(shù)總監(jiān)馮升華博士對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示:“地鐵的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù),以前基本是利用二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的,對(duì)于可能出現(xiàn)的極端狀況無(wú)法作出真實(shí)的預(yù)估,F(xiàn)在的地鐵系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的時(shí)候就已經(jīng)采用3D BIM軟件,可以利用3D仿真軟件來(lái)模擬真實(shí)場(chǎng)景,也包括暴雨這類災(zāi)害場(chǎng)景!
憑借3D體驗(yàn)平臺(tái),達(dá)索系統(tǒng)正在深度參與城市的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。馮升華告訴第一財(cái)經(jīng)記者,在新加坡和中國(guó)一些城市的數(shù)字化建設(shè)中,已經(jīng)開(kāi)始考慮將地鐵系統(tǒng)的數(shù)字化納入整體的智慧城市設(shè)計(jì)方案中。“建設(shè)這類城市平臺(tái)最大的好處就是能夠把各個(gè)部門的數(shù)據(jù)都集成到一個(gè)平臺(tái),有助于更加科學(xué)地決策!瘪T升華對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示。
已經(jīng)有多個(gè)國(guó)家的研究人員開(kāi)始利用軟件模型模擬洪水對(duì)地鐵系統(tǒng)沖擊的工作原理,日本大阪關(guān)西大學(xué)土木工程系研究員石垣泰輔(Taisuke Ishigaki)建造了一個(gè)擁有繁忙地鐵系統(tǒng)城市的立體模型,然后釋放了相當(dāng)于約28厘米日降雨量的洪水。幾分鐘之內(nèi),洪水就沖破了幾個(gè)地鐵入口,并開(kāi)始順著樓梯涌入。僅15分鐘后,立體模型的站臺(tái)就淹沒(méi)在2.4米深的水下。
石垣泰輔的研究現(xiàn)在已經(jīng)為大阪龐大的地鐵網(wǎng)絡(luò)使用的洪水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供了參考,該系統(tǒng)在強(qiáng)降雨期間使用特殊攝像機(jī)監(jiān)測(cè)地表洪水。超過(guò)一定危險(xiǎn)水平時(shí),水會(huì)激活緊急程序,其中最難防守的入口將最快在1分鐘內(nèi)被封鎖,而乘客則通過(guò)其他出口迅速?gòu)牡叵率枭ⅰH毡具對(duì)防洪基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行了其他投資,例如巨大的地下蓄水池和地鐵入口的防洪閘。
哥倫比亞大學(xué)地球研究所的地球物理學(xué)家克勞斯·雅各布(Klaus Jacob)通過(guò)對(duì)地鐵系統(tǒng)的洪水模型研究,預(yù)測(cè)了此后發(fā)生的大部分洪水。他的研究認(rèn)為,系統(tǒng)和平臺(tái)的升級(jí)是有效的,但需要更多的后備措施,從而有效遏制洪水對(duì)薄弱點(diǎn)造成的破壞。
馮升華對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示,達(dá)索系統(tǒng)的3D仿真系統(tǒng)已經(jīng)有一些類似的場(chǎng)景模擬案例,比如在巴西,礦山附近的堤壩決堤對(duì)礦區(qū)的影響!爱(dāng)洪水沖破堤壩,會(huì)淹到礦區(qū),這與地鐵被洪水沖擊的情況類似,當(dāng)雨下到一定的程度,我們的軟件系統(tǒng)可以預(yù)測(cè)地鐵什么地方比較容易進(jìn)水,并結(jié)合雨量等數(shù)據(jù),作出接近真實(shí)世界的決策!彼嬖V第一財(cái)經(jīng)記者。
馮升華強(qiáng)調(diào)大數(shù)據(jù)在洪水監(jiān)測(cè)中的重要性。“我們需要與一些檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái),以便知道真實(shí)世界的情況。同時(shí)也需要做一些假設(shè),比如水漫進(jìn)地鐵站時(shí)會(huì)產(chǎn)生多大的流速,什么時(shí)候水位會(huì)上升,這可以幫助我們改善規(guī)劃,防止災(zāi)害的嚴(yán)重后果!彼麑(duì)第一財(cái)經(jīng)記者說(shuō)道,“基于整體平臺(tái)進(jìn)行的城市規(guī)劃的好處是,可以在平臺(tái)底座之上疊加不同的數(shù)據(jù)層,比如水位的監(jiān)測(cè)量、交通人流狀況等,從而給出一個(gè)綜合的解決方案!
馮升華表示,城市的數(shù)字化建設(shè)是一個(gè)需要持續(xù)投入的過(guò)程!耙环矫媸歉鶕(jù)城市發(fā)展的需要,會(huì)定義更多的決策場(chǎng)景;另一方面是從管理的角度,需要更好的規(guī)劃以及數(shù)據(jù)采集,F(xiàn)在很多城市都已經(jīng)有這個(gè)意識(shí)和想法,企業(yè)也都在積極參與到智慧城市治理中,提升城市的‘軟實(shí)力’!彼麑(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示。
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