基于BIM-GIS-DCEs的相互依赖基础设施脆弱性评估——城市洪涝中雨水排水-建筑-道路运输关系的一个案例( BIM-GIS-DCEs Enabled Vulnerability Assessment of Interdependent Infrastructures – A Case of Stormwater Drainage-Building-Road Transport Nexus in Urban Flooding )

Y Yang ST Ng J Dao S Zhou Z Zhou

由于气候变化，基础设施系统正面临前所未有的挑战。在危害发生之前确定基础设施的脆弱性至关重要，因为这有助于最大限度地减少不利后果。然而，研究单个基础设施系统的脆弱性是短视的，因为它忽略了网络基础设施系统之间的相互依赖关系。不同基础设施系统的拥有者和运营者应开展合作，从系统的角度确定基础设施针对各种危险类型的脆弱性。然而，对相互依存的基础设施系统进行系统的高分辨率脆弱性评估需要多用途的数据和计算资源。虽然开发一个用于评估基础设施脆弱性的大型软件是成本密集和资源丰富的，但可以同步现有的工具包，如建筑信息建模(BIM)、地理信息系统(GIS)和特定领域计算引擎（DCEs）来执行跨学科基础设施脆弱性评估。本文提出了一种集成的BIM-GIS-DCEs方法来促进基于系统的基础设施脆弱性评估。该方法包括以下几个关键部分：（1）从BIM模型中获取信息；（2）利用DCEs进行基于物理的灾前和灾后基础设施性能模拟；（3）在GIS平台上进行数据集成和地理空间分析以供决策。在所提出的方法中，BIM提供了建筑元件的危险敏感特性，而DCEs用于基于预定的基于物理的操作状态来模拟危险发生前后的基础设施性能。从本质上说，GIS存储来自异构数据源的数据，并在不同基础结构域的仿真工具之间进行语义映射。地理信息系统中嵌入的地理空间分析功能有助于对基础设施系统中易受危害的组成部分进行调查，也有助于对社区规模的预期危害影响进行调查。以城市洪涝灾害中的雨水排水-建筑-道路交通关系为例，验证了该综合方法的有效性。BIM、GIS和DCEs的集成构成了一种新的建模范式，有望为不同基础设施利益相关者之间的协作提供一条有效途径，更不用说其智能地生成可靠和高分辨率的脆弱性评估结果的能力了。

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