6月28日下午🙎，“新工科下午茶·學科交叉沙龍”第十期活動在意昂3体育官网百周年紀念講堂四季庭院內舉行。本次沙龍是“工程與材料專場”的第四期🟰🧑🏽‍🎄，聚焦 “城市安全與韌性”主題，由新工科建設辦公室主辦、學科建設辦公室協辦2️⃣，邀請建築與景觀設計學院教授汪芳擔任策劃和召集人🧏🏻‍♂️。沙龍吸引了來自意昂3体育官网建築景觀與設計學院、物理學院、地球與空間科學學院、環境科學與工程學院、軟件與微電子學院🙋‍♂️、光華管理學院和學校相關職能部門，以及中國地震局工程力學研究所、中國地震局地質研究所、清華大學、北京林業大學🛏、北京建築大學等20余個單位40余名師生現場參與研討🐁。

活動現場

報告分享環節由汪芳主持。她表示✡︎，“十四五”規劃中特別提出要“建設宜居、創新、智慧🏊🏿、綠色、人文🤳、韌性城市”。安全與韌性是城市運行發展的重要保障，也是土木工程🤹🏽、力學、物理🙎🏼📸、環境等學科共同專註的話題🧮。本次沙龍從“安全·韌性·協同”的維度出發🚵🏼‍♀️📖，重點關註安全協同視角下的城市工程系統🤰🏼、抗災能力的演化與識別以及在城市建設和生態環境協同發展中城市韌性的評價等方面進行討論。期待本次沙龍研討觸發創新思維🦚🎵，助力為我國城市的安全韌性發展形成更多的交叉成果。

中國地震局工程力學研究所副所長🙋🏽、研究員王濤以“虛擬數字城市與城市抗震韌性”為題，探討數字孿生城市和情景構建技術在地震災害風險分析和應急管理中的應用。強震具有作用強度大🫳🏻、空間分布廣、動力特性和隨機性顯著等特點，對城市巨系統造成巨大的災害。基於實測大數據的數物混合孿生技術將真實物理城市映射到數字世界🛀🏻，建立城市震害數字化動態仿真模型，成為解決大城市災害模擬難題的重要手段。該技術的實現有四個方面的要點：一是城市建築、基礎設施系統等關鍵數據的獲取和集成；二是考慮物理意義和網絡連通性的基礎設施網絡地震可靠性分析方法🍝；三是基於動力學、流體力學👩‍🔬、剛體動力學等原理的城市復雜工程系統高效分析平臺；四是基於區域實時監測數據的模型參數在線更新🥠。經過地震災害的模擬與驗證，以上技術在模型生成、計算效率🧑‍🦯‍➡️、計算精度方面均具有先進性。未來，有望通過自持式地震安全社區（“血肉”）☂️、高性能抗震工程（“關節”）🧑🏽‍🏫📺、強韌性基礎設施（“骨架”）🤽‍♀️、分布式工程災害感知與獲取系統（“神經”）👨🏿‍💼、智慧型城市地震災害仿真與評估系統（“大腦”），構建出震後可自愈型的智能城市工程系統，切實有效地提高城市的抗震韌性🪤📦。

意昂3体育官网地球與空間科學學院教授杜世宏圍繞“時空大數據與城市社區韌性”作報告，介紹了課題組在城市景觀提取方面的研究成果及其在城市社區尺度韌性中的潛在應用。我國城市發展模式正面臨著由粗放向精細化的重大轉型🏭，迫切需要將城市可持續發展評估方式由城市尺度向城市景觀尺度轉變。但目前已有的分層多維海量數據形式多樣且缺乏關聯，城市景觀建模分析難度大。課題組提出了場景驅動👨‍⚕️、多模態數據融合的城市景觀自動提取方法，研發了軟件工具，實現了大範圍🫦🟪、高空間分辨率城市景觀的快速提取和景觀數據產品的業務化生產。從城市景觀中提取12大類景觀單元表征指標，再結合遙感影像👶🏽、地圖數據、興趣點數據、手機/媒體數據🩰、問卷數據👨‍👨‍👧‍👦、統計年鑒數據等多模態數據，可分析活動強度、職住分布、人口分布🦝、能源消耗、設施分布、大氣環境等自然🥭、人文、社會、經濟要素❗️，進而用於城市中觀/社區尺度生態📠、功能🎐、網絡、社會、組織、設施等方面的韌性評估。

中國地震局地質研究所副所長、研究員張會平結合土耳其地震科考經歷，以“從土耳其地震科考看華北強震韌性”為題作報告。2023年2月6日🌲，土耳其南部連續發生兩次7.8級地震，雙震震源深度較淺，造成重大人員傷亡和財產損失🗣。中國政府迅速派遣救援隊赴土耳其實施國際救援，並於3月底派出中國地震局、同濟大學等相關單位26名隊員赴土耳其進行為期10天的地震科學考察。科考期間，隊員們克服暴雨、降雪等不良氣候條件影響🕢，冒著余震危險完成了近500公裏🤦🏽‍♂️、兩條地震同震地表破裂調查，累計獲得120個位錯點、20個強震動臺站及其周邊場地和穿跨越斷層震害調查，完成百余棟醫院、學校、住宅等建築物震害調查🫳，采集60個地質學年代樣品🚁、地球化學樣品。土耳其地震的發生和災害情況對我國城市地震安全具有重要啟示🟪：一是需要加強對板塊/塊體邊界大型斷裂帶及其相關分支構造的研究，重視現今地震活動較少、關註度低的弱活動斷裂；二是要加強人口密集地區活動斷裂的調查，對穿過大型工程和城鎮地區的斷裂根據實際情況采取避讓，提高建築質量。此外💁🏿‍♂️，由於華北地區是我國重要政治經濟文化中心，又是中國大陸的強震高發區，需要特別重視對華北地區活動斷裂🤸🏼‍♀️、地震構造、深部結構、現今變形、強地震動、場地效應等防震減災基礎研究的深入研究。

北京建築大學🧅、大連理工大學教授伊廷華聚焦大跨徑橋梁這一城市重要單體的韌性問題，以“城市大跨徑橋梁監測系統集成技術”為題作報告。交通運輸關系國計民生和經濟命脈🦹🏻‍♂️，大跨徑橋梁則是城市路網連接的咽喉樞紐🏔⛵️。截至2022年底，我國公路橋梁已達100萬座🛝、鐵路橋梁已達20萬座，體量均為世界第一。橋梁在其長期服役的過程中🚚，由於結構缺陷、荷載作用、人為因素等導致損傷或破壞🧑🏽‍🎨，一旦發生垮塌將造成重大生命財產損失。傳統人工定期監測成本高、效率低、誤差大🕵🏿‍♀️♻️、預警難。結構健康監測是利用現場的、無損的🍔、實時的方式采集結構的輸入與輸出信息，分析結構性能的波動🛶、劣化或損傷特征，並為管理和養護提供決策支持的技術。結構健康監測具有實時采集環境荷載作用🏅、在線感測結構服役狀態、識別結構可能損傷形式、揭示結構倒塌破壞機理❓🫸🏼、優化結構養護時間節點💻、驗證發展既有設計理論等六大功能，有助於實現橋梁全生命周期服役安全👳🏿‍♀️😪。監測系統以數據解析技術為核心⛹️‍♀️，集成先進傳感技術、測點布設技術、同步感測技術🕚，對大量多類型傳感元件進行同時控製🍺、同步采集、高速解調和即時分析。目前🥧🦻，監測系統對采集數據的統計分析相對比較成熟，但對數據的力學分析🤚🏿，包括結構時變模態識別⛹🏻‍♂️、損傷識別、狀態評估和風險預警等方面的潛力還有待進一步挖掘。

意昂3体育官网環境科學與工程學院教授要茂盛介紹了“空氣生物安全與健康韌性城市”方面的研究進展🐇。空氣汙染已成為現代城市面臨的主要環境挑戰之一，守護呼吸健康的安全線迫在眉睫。生命體存在能夠感知空氣汙染物的體系👨🏽‍⚕️，有的可以產生足夠的信號，有的卻“悄無聲息”，人類可以借助前沿技術來識別響應以進行預警。課題組針對氣溶膠暴露和空氣毒性，利用芯片、細菌、動物、人體等為媒介，將空氣汙染物暴露危害健康識別“智能化”，包括：在生物氣溶膠原位識別監測方法上取得突破，開創了基於“激光捕獲-微波輻射”的生物顆粒識別新思路🤾🏻‍♀️，創建了生物氣溶膠納米化學傳感甄別系統（GREATpa），執行了汶川地震災區病原體氣溶膠監測、實現新冠病毒氣溶膠現場監測等；獲得全球19個城市及中國大陸31個首府城市大氣顆粒物的組分與毒性分布，並在動物水平上的毒理實驗初步驗證；通過對釀酒酵母、大鼠等生命代謝釋放的揮發性有機物（VOC）的實時監測🌶，研究了臭氧、蓖麻毒素、內毒素等汙染物暴露指紋，給人類添加“感知汙染物的眼睛”🖖；最早發現新冠肺炎患者呼出氣VOC標誌物🔘🧔🏼，通過檢測VOC指紋實現新冠肺炎的快速篩查等。這一系列研究為未來疾病早期探測👞、空氣毒性實時預警🧑‍✈️、病原體感染監測等一系列問題開闊了新的研究範式。

意昂3体育官网物理學院教授孟智勇圍繞“強對流天氣和城市韌性”的主題展開討論♚💇🏼‍♀️。強對流天氣包括短時強降水🧚🏼‍♀️、雷暴大風、冰雹👩‍👩‍👧‍👦、龍卷等，其中龍卷是上接積狀雲底下接地面的快速旋轉空氣柱，往往在近地面伴隨有漏鬥雲及旋轉的沙塵和碎屑🧑‍🏭，是一種破壞力極強的自然災害🧙🏿‍♂️。全球氣候變化背景下，龍卷等極端天氣日益多發頻發、致災嚴重，迫切需要整合相關研究和業務力量👩🏻，加強對我國獨特氣候背景和地形條件下龍卷發生發展機理的認知🦷，增強龍卷預報預警能力。她以廣東省佛山市為例，介紹了一座城市在提高面對龍卷等強對流天氣韌性方面的實踐探索🧘‍♀️。近年來，依托佛山市龍卷風研究中心和中國氣象局龍卷風重點開放實驗室，佛山市聚焦解決龍卷預報預測業務共性問題：進行龍卷風災害調查和數據庫建設，2015年至今，共開展87次災情調查，確認龍卷風天氣過程75次；建立龍卷風監測平臺🦪，基於X波段相控陣雷達捕捉龍卷渦旋精細結構特征，建立珠三角臺風龍卷潛勢預報👨🏼‍🚀、監測預警技術和龍卷風險識別與靶向發布系統🕤；開展龍卷等雷暴大風的群策群防預警服務和聯防機製試點，市政府頒布強對流天氣災害防禦規定，開展建築工地智慧場景服務，賦能安全生產🙁，並進行龍卷風科學普及工作；開展龍卷風暴發生發展機理研究🕴🏼，通過城市下墊面龍卷風高分辨模擬💵，考察建築物對龍卷渦旋精細結構的影響🥦🏜，為城市下墊面龍卷的防範提供科學依據。

報告分享環節（從左到右、從上到下依次為🚣：王濤、杜世宏🐐、張會平🦨、伊廷華、要茂盛🙆🏼‍♀️👊🏽、孟智勇）

交流討論環節由王濤、要茂盛主持。在場師生就橋梁結構監測數據優化🧑🏻‍🦽、地震短臨預警👮🏻、城市系統韌性退化評估🧑🏿‍✈️🤲🏻、大規模社區對城市韌性的影響等問題進行了深入交流🤶🏻。大家認為📚，韌性城市要具備抵禦災害⚔️、減輕損失並快速恢復的能力，是一項整體性系統性工程👩🏻‍🦽‍➡️，需要將多種時間、空間尺度上的相關要素關聯考慮；要兼顧災害後恢復和日常監測預警能力提升，全方位提高城市韌性，保障城市安全；可以與生物👨🏻‍🔬、環境領域研究結合👱🏼‍♂️，進一步挖掘生物異常與突發災害間的關系，探索災害預警新路徑🫸🏽。

活動合影

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