简要总结
本次讲座主要探讨了在气候变化背景下，如何评估和提升交通基础设施的风险抵御能力。重点包括：
- 全球风险形势的变化，包括气温升高、极端天气事件增多以及地震活动加剧。
- 基础设施互联互通的重要性，以及如何通过系统性方法评估和管理风险。
- 韧性基础设施的定义，包括抵御冲击、减轻影响、恢复和适应的能力。
- 实际案例分析，例如中国南方冰灾、海南省公路网络受台风影响以及北京的适应性措施。
介绍
本次网络研讨会由联合国教科文组织灾害风险减缓和韧性工程教席主办，旨在探讨如何通过将交通网络视为互联互通的系统来建设气候适应型交通。演讲嘉宾是北京师范大学教授、国际灾害风险综合研究计划（IRDR）执行主任杨思妮，她将分享其在交通基础设施风险评估和气候变化适应领域多年的研究成果。
全球灾害风险形势
全球正面临着前所未有的风险形势，地球平均气温已超过工业化前水平1.5摄氏度，极端天气事件日益频繁。同时，全球地震活动进入活跃期，火山爆发也对气候产生正反馈。这些因素共同作用，导致灾害类型发生变化，极端降雨、冰雪融化和洪水等问题日益严重，对基础设施构成威胁。
全球变化与人类活动
全球变化不仅包括气候变化，还包括人类活动对风险特征的重塑。过度开发、森林砍伐、工业化和城市化加剧了极端气候事件的影响。城市化进程中，暴露程度迅速增加，自然灾害的持续时间更长、强度更大、频率更高，对基础设施系统造成更大的破坏。
基础设施的脆弱性案例
通过达卡城市滑坡、卡特里娜飓风以及2008年中国南方冰灾等案例，说明了基础设施在面对自然灾害和技术风险时的脆弱性。2008年中国南方冰灾中，低温和雨雪导致电力设施覆冰，造成大面积停电，进而影响交通运输，使大量旅客滞留，经济和社会秩序受到严重影响。
全球战略与基础设施韧性
包括可持续发展目标（SDGs）和仙台减灾框架在内的全球战略都强调了基础设施韧性的重要性。仙台框架明确提出要减少对关键基础设施的破坏和基本服务的扰乱。交通基础设施面临系统性的气候变化风险，物理损坏和功能中断都会造成巨大损失。
互联互通世界的风险治理
在互联互通的世界中，基础设施和风险相互关联。世界经济论坛的全球风险报告指出，多种风险相互交织，需要系统性的风险治理方法。韧性基础设施的定义包括抵御冲击、减轻影响、恢复和适应四个方面。
韧性基础设施的关键问题
在气候韧性基础设施建设中，需要关注以下关键问题：如何评估自然灾害对交通基础设施的影响？如何评估相互依赖的基础设施系统中的风险？如何更好地从受损系统中恢复？以及如何改进交通基础设施系统的投资？英国气候变化风险评估报告提供了一个有用的框架，包括气候变量、极端气候、基础设施影响、网络风险和系统性风险五个部分。
风险评估框架与案例
从2011年开始，中国开展了一系列关于交通系统气候变化风险评估和韧性评估的项目，采用了与英国类似的框架，包括灾害分析、物理损坏评估、系统损坏评估和系统性影响评估。通过这些项目，对灾害分析、暴露分析、脆弱性分析、影响分析和风险分析进行了深入研究，并提出了灾害风险降低的原则和详细项目。
灾害分析与暴露分析
灾害分析包括对未来气候变量的预测、极端值的分析以及趋势和变化的理解。暴露分析需要选择正确的变量，例如，研究暴雨对交通网络的影响时，需要关注影响路面摩擦系数的小雨和降低能见度的大暴雨。对于极端高温，需要关注路面材料的熔点阈值。对于洪水，需要关注洪水是否会影响交通基础设施的功能。
影响分析与网络性能评估
影响分析关注灾害对交通网络的影响，例如洪水淹没道路导致节点或路段丧失功能。通过模拟洪水并进行网络分析，可以评估道路网络的性能。对中国和美国高速公路系统的分析表明，随机攻击对网络功能的影响最大，洪水次之，局部攻击最小。中国高速公路系统由于高度集中在东南部沿海地区，对随机攻击更为脆弱。
海南省公路网络风险分析
以海南省为例，建立了一个简单的框架，包括收集热带气旋信息、开发多色彩模拟、定义功能脆弱性分析和进行网络功能测量。通过模拟数千次热带气旋，计算出功能损伤超越概率曲线，发现海南省公路网络几乎每两三年就会损失一半的功能。这一分析结果为保险计划设计和灾害风险降低投资提供了科学依据。
关键节点识别与恢复策略
为了帮助决策者确定投资重点，研究还分析了哪些交叉口或路段在降低热带气旋造成的功能风险方面具有最佳价值。不同的参数（如连通性、距离效率和旅行延误）会产生不同的结果，因此需要根据决策者的视角选择合适的指标。此外，研究还探讨了不同的恢复策略，发现从外部到内部、从最重要节点到次重要节点的“抛物线式恢复”策略效果最佳。
综合评估工具与适应性措施
通过综合不同的评估工具，可以更好地理解复杂系统的行为。微观、中观和宏观层面的研究结果表明，不同层面的系统行为差异很大，对政策和法规的制定具有重要意义。适应性措施包括提高路基、使用绿色屋顶和灵活的工作时间等。通过成本效益分析，可以选择最佳的适应性措施组合。
基础设施互赖性分析
研究了中国公路和铁路系统之间的相互依赖性，发现耦合系统的性能与独立系统有很大不同。当密集网络与稀疏网络耦合时，稀疏网络更容易受到冲击，甚至可能发生完全失效。这一发现对社会网络和经济网络也具有重要意义。
适应性措施与经济建模
经济建模对于评估适应性措施的价值至关重要。通过对交通运输部早期预警服务投资的回报分析，发现早期预警系统可以显著减少损失，成本效益比高达40到50。这表明，除了关注物理损坏，还需要关注功能损失对经济的潜在影响。
适应性措施的综合应用
适应性措施包括硬适应和软适应，关键在于如何综合应用不同的措施，以实现效益最大化和成本最小化。以北京为例，通过结合绿色屋顶、道路硬化和灵活的工作时间等措施，可以显著减少损失并产生巨大的经济效益。
结论与展望
工程师面临的挑战正在发生变化，需要进行更综合的研究，从避免风险转向适应风险，从延迟损失转向转变运营和治理方式。期待在这一领域开展更多合作，促进转型，并发挥联合国教科文组织教席和青年人才的潜力。
