當(dāng)暴雨來(lái)襲 數(shù)字仿真如何“把脈”地鐵系統(tǒng)？

　　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�告訴第一財(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。