具体描述
好的，这是一份关于《智能化建筑系统技术基础》以外其他主题的图书简介，力求详尽且自然流畅。 --- 书名： 《城市基础设施韧性设计与管理：面向未来挑战的系统性方法》 本书简介 在当代社会，城市作为人类文明的核心载体，其稳定运行高度依赖于复杂、相互关联的基础设施系统，包括交通网络、能源供应、供水排水、通信以及关键的公共服务设施。然而，气候变化带来的极端天气事件、地缘政治冲突、技术故障以及突发的公共卫生危机等因素，正以前所未有的速度和规模对这些系统的可靠性与持续性构成严峻考验。传统的、以效率为优先的工程设计理念已逐渐显现其局限性，亟需转向以“韧性”（Resilience）为核心的系统性思维。 《城市基础设施韧性设计与管理：面向未来挑战的系统性方法》正是为应对这一时代需求而撰写的一部综合性著作。本书超越了单一学科的视角，深入探讨了如何构建、评估和维护能够抵御、适应并快速从中断中恢复的城市基础设施体系。 核心内容与结构： 本书共分为六大部分，旨在构建一个从理论基础到实践应用的完整知识框架。 第一部分：韧性基础设施的理论基石与概念框架 本部分首先界定了“基础设施韧性”的内涵，将其分解为抗压能力（Resistance）、恢复速度（Rapidity of Recovery）、适应能力（Adaptability）和冗余度（Redundancy）四个关键维度。我们详细剖析了从工程弹性到系统韧性的演进路径，并引入了复杂系统理论和网络科学的视角，用以理解基础设施间的耦合关系及其失效的级联效应。此外，本书强调了韧性不仅仅是灾后修复，更是一种前瞻性的、内置于设计和运营决策中的思维模式。我们将探讨韧性指标的量化方法，为后续的评估工作奠定数学基础。 第二部分：关键基础设施系统的韧性建模与评估 本部分聚焦于城市核心系统的具体韧性分析。 能源系统韧性： 重点研究分布式能源（如微电网）的集成，以及在极端负荷或物理攻击下保持供电连续性的策略。我们分析了智能电网的脆弱性，并提出了基于多源异构能源调度的弹性运行模型。 交通网络韧性： 探讨了多模式交通（公路、轨道、航空）的互联互通性。通过图论分析，识别了关键节点和瓶颈，并提出了动态路由优化算法，以在主干道受损时快速重构网络服务。 水资源与卫生系统韧性： 关注水源安全、管网破损的快速定位与修复，以及在干旱或洪涝背景下的供水保障策略。强调了“灰（传统）”与“绿（生态）”基础设施相结合，提升水循环系统的整体韧性。 信息与通信基础设施韧性： 鉴于数字化转型的深入，本章深入研究了数据中心和通信基站的物理安全与网络冗余设计，探讨了网络切片技术在危机管理中的应用潜力。 第三部分：跨系统耦合与级联失效风险管理 现实中的基础设施并非孤立存在。本部分的核心在于揭示基础设施间的相互依赖性及其导致的“蝴蝶效应”。通过构建多层网络模型，本书模拟了例如“停电导致通信中断，进而影响交通信号控制，最终瘫痪应急响应”的级联失效场景。我们提出了一种基于情景分析和压力测试的风险评估流程，帮助决策者识别最薄弱的系统连接点，并制定跨部门的协同恢复预案。 第四部分：韧性规划与前瞻性设计策略 韧性设计要求在规划阶段就预留应对不确定性的空间。本部分系统性地介绍了韧性规划的工具箱： 分布式与去中心化架构： 探讨了如何通过增加冗余和分散控制，减少对单一中心化系统的依赖。 “硬化”与“软化”的平衡： 既包括对关键设施进行物理加固（如防洪坝、抗震结构），也包括通过灵活的运作规则和人员培训实现管理层面的“软性”适应。 基于自然的解决方案（NbS）： 详细阐述了利用湿地、城市绿地等生态系统来管理雨洪、调节微气候，从而提升基础设施环境适应性的案例和技术路径。 第五部分：利用数字化技术赋能韧性运营 本书认识到大数据、物联网（IoT）和人工智能（AI）是提升实时韧性管理能力的关键驱动力。我们讨论了如何利用传感器数据和数字孪生技术，构建基础设施的实时健康监测系统。特别是，探讨了机器学习算法在早期故障预警、预测性维护以及危机爆发时的自动化决策支持方面的应用潜力，例如，如何利用AI优化资源（抢险队伍、应急物资）的动态部署。 第六部分：治理、政策与社会参与 基础设施韧性并非纯粹的技术问题，它深刻植根于社会结构与治理体系之中。最后一部分着眼于宏观层面，分析了成功的韧性提升所需的政策激励、法规框架和跨机构合作机制。我们考察了公私合作伙伴关系（PPP）在韧性投资中的角色，并强调了公众参与在制定可接受的风险阈值和促进社区层面的自恢复能力中的至关重要性。本书提供了一系列跨司法管辖区的最佳实践案例，展示了如何将技术方案转化为可实施的、具有社会公平性的基础设施政策。 目标读者： 本书适合城市规划师、土木与环境工程师、公共管理人员、基础设施运营机构的管理者、政策制定者，以及致力于复杂系统研究和城市可持续发展的高年级本科生与研究生。它不仅是理论参考，更是一份面向未来的实战指南。
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