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出版者:Amer Water Works Assn

作者:Kutchins, Kay

出品人:

页数:148

译者:

出版时间:2005-9

价格:$ 123.17

装帧:Pap

isbn号码:9781583213612

丛书系列:

图书标签:

• 水务管理
• 供水系统
• 水处理
• 水资源
• 基础设施
• 运营管理
• 工程技术
• 环境工程
• 可持续发展
• 政策法规

深入探讨：先进的城市基础设施规划与可持续发展 图书名称： 城市基础设施前沿：规划、韧性与智能管理 核心内容概述： 本书旨在全面、深入地剖析现代城市基础设施的规划、设计、建设、运营与维护所面临的复杂挑战与前沿解决方案。它超越了单一公用事业的视角，将城市视为一个相互关联的生态系统，重点关注跨部门协同、技术集成以及应对气候变化和快速城市化带来的系统性压力。 本书将基础设施的范畴扩展至能源网格（智能电网、分布式可再生能源集成）、综合交通系统（自动驾驶集成、多式联运优化）、信息与通信技术（5G部署、数据中心布局）、以及固废和雨洪管理系统。其核心论点在于，未来的城市韧性不再依赖于对单个系统的孤立强化，而在于构建一个具备高度集成性、适应性和预测能力的“智慧基础设施骨架”。 --- 第一部分：城市基础设施的宏观战略与规划范式转型 第一章：从线性模型到系统思维：规划的范式革命 本章首先梳理了传统基础设施规划的局限性——即孤立地看待水、电、交通、通信等模块，往往导致资源浪费和系统间的冲突。接着，重点阐述了“系统集成规划”（Integrated Systems Planning, ISP）的必要性。ISP要求规划者在初始阶段就考虑能源需求如何影响交通流动性、雨洪径流如何影响地下管线安全，以及通信网络的可靠性如何支撑关键服务的连续性。书中详细介绍了如何运用多目标优化模型来平衡经济效益、社会公平与环境可持续性。 第二章：气候变化与城市韧性：基础设施的适应性设计 气候变化对现有基础设施构成了严峻考验。本章深入探讨了极端天气事件（如热浪、特大降雨和海平面上升）对城市物理资产的冲击分析方法。重点介绍了“韧性指标”（Resilience Metrics）的构建，包括系统冗余度、恢复时间与适应能力。内容涵盖了气候适应性基础设施设计，例如采用耐候性材料、分散式能源与供水布局、以及基于自然的解决方案（Nature-Based Solutions, NBS）在防洪和降温方面的应用。 第三章：空间经济学与基础设施投资回报 基础设施投资往往是政府支出的重头戏，其空间分布直接影响城市经济格局。本章引入了区域经济学模型，分析不同类型的基础设施（如高速轨道交通、工业园区配套电力系统）如何驱动土地利用变化和区域价值创造。探讨了公私伙伴关系（PPP）的演进，以及如何设计合理的融资结构，确保投资的长期可持续性和社会可接受性。 --- 第二部分：技术赋能：数字化、自动化与先进运营 第四章：智慧基础设施的数字孪生与仿真 “数字孪生”（Digital Twin）技术被视为实现基础设施精细化管理的核心工具。本章详细介绍了如何构建高保真、实时更新的城市基础设施数字模型。内容包括传感器数据采集、云计算平台的数据融合、以及利用机器学习算法对模型进行实时校准。案例研究将聚焦于如何利用数字孪生平台模拟不同负荷情景下的电网稳定性和交通拥堵缓解策略。 第五章：物联网（IoT）与边缘计算在现场运维中的应用 本章侧重于如何将分布式传感器网络集成到现有基础设施中，实现预测性维护（Predictive Maintenance）。探讨了边缘计算（Edge Computing）在关键基础设施中保障低延迟决策的重要性，例如在电网故障定位或突发交通事件响应中的实时处理能力。书中详细分析了资产完整性管理（AIM）的最新实践，强调从被动维修转向主动健康监测。 第六章：网络安全与关键基础设施保护（CIP） 随着基础设施的全面数字化，网络攻击的风险急剧上升。本章系统梳理了针对SCADA系统、工业控制系统（ICS）和智能电表的网络威胁模型。内容不仅包括技术防御措施（如安全隔离、加密通信），更侧重于制定跨部门的应急响应协议（Incident Response Playbooks）和提升操作人员的网络安全素养。 --- 第三部分：跨领域集成与资源循环 第七章：能源-交通耦合：电动化与电网负荷管理 本章聚焦于城市能源系统与交通系统日益紧密的耦合关系。重点分析了大规模电动汽车（EV）普及对城市配电网的潜在冲击，并探讨了智能充电基础设施的优化策略，包括需求侧响应（Demand Response）机制和车辆到电网（V2G）技术的潜力。目标是实现电动化转型过程中的能源效率最大化。 第八章：城市物质流管理：从线性到循环经济 本章超越传统的单一废物处理模式，探讨城市资源（水、能源、材料）的综合性循环管理。详细介绍了先进的固废资源化技术（如热解、厌氧消化）与城市水循环（如中水回用、雨水收集）的协同潜力。强调规划层面如何通过“设计寿命末期”的考量，促进基础设施材料的可回收性和再利用性。 第九章：社会公平与包容性基础设施设计 基础设施建设的效益分配往往存在不平等。本章探讨了如何将社会公平原则融入基础设施规划的各个阶段。内容包括：评估不同社会经济群体对新基础设施（如公共交通覆盖率、数字连接性）的依赖程度，以及如何通过“邻里导向型”项目设计，确保基础设施的升级不会导致现有社区的排挤或服务质量的下降。 --- 结论：迈向自主适应的未来城市系统 本书最后总结了当前基础设施管理所处的历史关口，强调未来的基础设施将不再是静态的、被动的结构，而是能够自我诊断、自我优化并能与城市居民动态互动的“自主适应系统”。本书为基础设施领域的工程师、城市规划师、政策制定者以及研究人员提供了一个全面的框架，以应对21世纪复杂多变的城市挑战。

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