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保障城市安全

去年10月，超級(jí)風(fēng)暴“桑迪”令這座“*入眠的城市”打了個(gè)“小盹”。然而，這場(chǎng)風(fēng)暴結(jié)束后，痛定思痛，這座擁有800萬(wàn)人口的城市正在采取各項(xiàng)措施，以保證其5個(gè)行政區(qū)能夠應(yīng)對(duì)氣候變化帶來的挑戰(zhàn)。

颶風(fēng)“桑迪”在紐約造成了短暫的大面積斷電?，F(xiàn)在，紐約市正在利用*技術(shù)武裝自己，以應(yīng)對(duì)未來的災(zāi)難。

同往常一樣，聯(lián)合廣場(chǎng)上人頭攢動(dòng)、熙熙攘攘。這是平常的一天，從地鐵站里涌出的上班族邁著輕快的腳步匆匆趕路。課間休息時(shí)分，大學(xué)生們?cè)诠珗@里休憩聊天。形形的街頭藝人正在展示五花八門的才藝，而小孩子們則在人行道上下棋。男女企業(yè)家們紛紛駐足停歇，呼吸一口新鮮空氣，或是抽根煙。眾多游客漫步徜徉其間，感受這座城市的充沛活力，偶或拍幾張照片。

當(dāng)紐約大學(xué)的學(xué)生Alyssa Torske和幾個(gè)朋友在超級(jí)風(fēng)暴“桑迪”襲擊紐約之后的那個(gè)傍晚冒險(xiǎn)走出宿舍時(shí)，聯(lián)合廣場(chǎng)已面目全非。整座城市陷入了一片黑暗。路上沒有一輛車開過，也看不到任何人。指路牌被從鋼柱上撕扯下來，到處都是殘磚破瓦，亂枝縱橫，一片狼藉。能聽到的聲音是呼嘯的風(fēng)聲和刺耳的警報(bào)聲。Torske回憶道，“幽暗死寂的街道，仿佛《僵尸世界大戰(zhàn)》里，人類世界遭僵尸襲擊后的末日?qǐng)鼍啊?rdquo;

超級(jí)風(fēng)暴“桑迪”奪去了41名紐約人的生命，致使超過80萬(wàn)紐約市居民無(wú)電可用。風(fēng)暴卷起4米高的巨浪，裹挾著5億噸海水猛力沖擊紐約市海濱邊緣地區(qū)，包括曼哈頓下城區(qū)。海水沖毀了橋梁、隧道和道路，地鐵停駛一個(gè)星期。企業(yè)被迫歇業(yè)。紐約證券交易所連續(xù)兩天停止交易。造成的損失有多大？?jī)H財(cái)產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)損失就高達(dá)190億美元左右。

“桑迪”堪稱的超級(jí)風(fēng)暴。盡管如此，近年來，由曼哈頓、皇后區(qū)、布朗克斯、布魯克林和斯塔騰島等5個(gè)行政區(qū)組成的紐約市，已經(jīng)遭遇了越來越多的極端天氣事件，包括2011年8月的颶風(fēng)“艾琳”。自2007年以來，龍卷風(fēng)橫掃紐約市的頻率越來越高。此外，在炎熱的夏季，熱浪持續(xù)時(shí)間越來越長(zhǎng)。

2012年是美國(guó)歷史上有記錄以來最熱的一年?？茖W(xué)家警告道，平均氣溫將繼續(xù)升高。紐約市市長(zhǎng)布隆伯格召集的專家研究小組預(yù)計(jì)，到2050年，紐約地區(qū)的海平面可能上升75厘米以上。因此，預(yù)計(jì)居住在洪災(zāi)高發(fā)區(qū)域的紐約人數(shù)量將增加一倍多，達(dá)到80萬(wàn)。同一時(shí)期，位于洪泛區(qū)的電廠占紐約市全部電廠的比例將從53%飆升至97%。全球再保險(xiǎn)公司瑞士再保險(xiǎn)預(yù)計(jì)，2050年，像“桑迪”這樣的風(fēng)暴可能要花掉紐約市900億美元的預(yù)算。

左圖：高壓直流背靠背輸電線路，可同時(shí)穩(wěn)定紐約市和新澤西的電網(wǎng)。右圖：Coop城的熱電聯(lián)產(chǎn)電廠。

“桑迪”表明，紐約必須增強(qiáng)其基礎(chǔ)設(shè)施的災(zāi)害承受能力。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，紐約市市長(zhǎng)布隆伯格發(fā)起了一項(xiàng)斥資200億美元的計(jì)劃，以投資建設(shè)強(qiáng)韌型設(shè)施，加強(qiáng)紐約市的防御力量。報(bào)告概述了諸多計(jì)劃，包括修訂建筑法規(guī)，以保護(hù)關(guān)鍵型基礎(chǔ)設(shè)施，以及投資修建防洪設(shè)施，如防洪堤、堤壩和導(dǎo)流洞封堵頭等，以保護(hù)紐約市綿延520英里的海岸線。布隆伯格說：“漸漸地，經(jīng)過數(shù)年乃至數(shù)十年的不懈努力，我們將建成一座能夠經(jīng)受住更嚴(yán)峻的考驗(yàn)、克服所有挑戰(zhàn)的固若金湯的城市。”

雄偉的防洪堤將幫助把海水擋在城外，但要提高城市的災(zāi)害承受能力，還要求投資于旨在提高基礎(chǔ)設(shè)施的冗余度和通信能力，實(shí)現(xiàn)分布式部署，以及加快應(yīng)急速度的技術(shù)。紐約市正在與西門子合作開展一系列強(qiáng)韌型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目。

其中一個(gè)已經(jīng)改善了紐約市的災(zāi)害承受能力的大型項(xiàng)目，是西門子提供的能夠跨越很遠(yuǎn)的距離，以極低的損耗輸送電力的高壓直流輸電線路（HVDC）。自2013年6月起，由西門子提供設(shè)備的一條高壓直流背靠背輸電線路已將新澤西電網(wǎng)與紐約市電網(wǎng)連接起來，以根據(jù)需要向紐約市輸送66萬(wàn)千瓦的補(bǔ)充電力。雖然新澤西電網(wǎng)與紐約市電網(wǎng)之間早已實(shí)現(xiàn)互連，但這條背靠背輸電線路在提高輸電容量的同時(shí)，還具備快速響應(yīng)功能。換句話說，它對(duì)兩側(cè)電網(wǎng)都能起到穩(wěn)定作用，可降低電力斷供風(fēng)險(xiǎn)。2007年，一個(gè)由西門子提供設(shè)備，以幫助穩(wěn)定長(zhǎng)島電力供應(yīng)的類似高壓直流輸電工程順利竣工。從那時(shí)起，新澤西的電網(wǎng)為長(zhǎng)島供應(yīng)20%的電力，更讓長(zhǎng)島受益匪淺的是，它能獲得來自多個(gè)途徑的低成本電力，包括利用可再生能源生產(chǎn)的電力。

待2014年年初落成時(shí)，世界貿(mào)易中心一號(hào)樓（1 WTC）將成為強(qiáng)韌型樓宇技術(shù)的*。西門子為這棟大樓提供的配電系統(tǒng)采用了長(zhǎng)達(dá)1443米的不占空間的Sentron母線槽系統(tǒng)，而不是常規(guī)電力電纜和導(dǎo)管，并且實(shí)現(xiàn)了電路保護(hù)，這將有助于確保為這棟紐約市最高的建筑物提供穩(wěn)定、可靠的電力。此外，當(dāng)出現(xiàn)過壓時(shí)，該系統(tǒng)可以立即關(guān)斷電源。世界貿(mào)易中心一號(hào)樓還采用了西門子開關(guān)技術(shù)，并且與新世界貿(mào)易中心相連通的地鐵站也配備了低壓開關(guān)柜，還有哪怕在危急情況下也能讓這棟大樓的緊急通風(fēng)系統(tǒng)可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的自動(dòng)化技術(shù)。

智能電網(wǎng)。在“桑迪”造成的巨大壓力下，紐約市電網(wǎng)不堪重負(fù)，曼哈頓下城區(qū)大部分區(qū)域供電中斷數(shù)日，一些社區(qū)的停電時(shí)間甚至長(zhǎng)達(dá)數(shù)個(gè)星期。就Alyssa而言，沒有電，意味著好幾天沒有燈光，沒有暖氣，也沒有自來水，并且要辛苦地爬20層樓梯才能回到住處。其他關(guān)鍵設(shè)施也受到了影響。應(yīng)急發(fā)電機(jī)故障迫使大型醫(yī)院如紐約大學(xué)附屬Langone醫(yī)療中心和Bellevue醫(yī)療中心等疏散數(shù)以百計(jì)的患者。

但有一個(gè)社區(qū)做好了更加充分的準(zhǔn)備：Coop城——一個(gè)位于布朗克斯的住宅開發(fā)項(xiàng)目。依賴于本地由西門子承建的一座4萬(wàn)千瓦熱電聯(lián)產(chǎn)電廠（CHP），這個(gè)社區(qū)安然無(wú)恙地度過了這場(chǎng)風(fēng)暴。歸功于這個(gè)解決方案，當(dāng)周邊大部分區(qū)域無(wú)電可用時(shí)，Coop城的居民卻擁有可靠的電力、暖氣和自來水供應(yīng)。依靠其自有微型電網(wǎng)，Coop城得以保持正常供電。

未來，事實(shí)應(yīng)當(dāng)能夠證明，智能電網(wǎng)也像Coop城的微型電網(wǎng)一樣可靠。自2011年8月以來，西門子就在與紐約市最大的供電公司Con Edison合作開展一個(gè)智能電網(wǎng)集成項(xiàng)目。得益于專門的集成軟件、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)接口和*的可視化技術(shù)等，Con Edison公司的員工能夠全面掌握電網(wǎng)狀況以及諸如備用發(fā)電機(jī)等可用需求響應(yīng)資源的容量。更重要的是，這些信息是實(shí)時(shí)提供的。這樣一來，運(yùn)營(yíng)商就能快速確定是否有必要拋甩負(fù)荷。譬如，在夏季用電高峰時(shí)段，運(yùn)營(yíng)商能夠向諸如商業(yè)大廈等需求響應(yīng)資源發(fā)出針對(duì)性的限電請(qǐng)求。與Con Edison公司一道，西門子目前正在研究如何進(jìn)一步擴(kuò)展這個(gè)解決方案。

西門子企業(yè)集成與網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)小組負(fù)責(zé)人Mayur Rao認(rèn)為，由此帶給紐約市電網(wǎng)的益處包括，改善需求響應(yīng)集成和更加多元化的電力供應(yīng)，這可能意味著更好地吸納可再生能源發(fā)電。Rao說：“曼哈頓的基礎(chǔ)設(shè)施的擴(kuò)展?jié)摿τ邢?。集成更多基于需求響?yīng)的智能電網(wǎng)資源以滿足與日俱增的需求，同時(shí)緩解電網(wǎng)過載壓力，非常重要。”

2013年，西門子、紐約區(qū)域規(guī)劃協(xié)會(huì)和Arup公司聯(lián)合編寫了《RUI報(bào)告》。報(bào)告指出，紐約市斷電一日造成的損失高達(dá)10億美元。這項(xiàng)研究還計(jì)算出，今后20年，像“桑迪”這樣的風(fēng)暴導(dǎo)致的紐約市電網(wǎng)恢復(fù)重建費(fèi)用總額將高達(dá)30億美元。然而，投資相同金額用于部署智能技術(shù)，則可將這筆損失降低20億美元，并能通過提高效率創(chuàng)造40億美元的效益。

西門子正在幫助世界貿(mào)易中心一號(hào)大樓（左圖）和紐約地鐵提升可靠性，以避免系統(tǒng)故障。

紐約地鐵：乘上科技的列車。要從一個(gè)地方轉(zhuǎn)移到另一個(gè)地方，也離不開強(qiáng)健的基礎(chǔ)設(shè)施。Gwen Shockey住在曼哈頓靠近哈萊姆區(qū)的地方。她是一名醫(yī)學(xué)插畫師，工作的地方位于中城區(qū)。每一天，她都搭乘地鐵上下班。當(dāng)“桑迪”導(dǎo)致地鐵停運(yùn)時(shí)，整整一個(gè)星期的時(shí)間，Gwen都無(wú)法去上班。她說：“這令我意識(shí)到，我對(duì)地鐵的依賴有多么強(qiáng)烈。”

估計(jì)，紐約市斷電一日造成的損失高達(dá)10億美元——這筆錢如果投資于建設(shè)智能型基礎(chǔ)設(shè)施，將獲得更好的回報(bào)。

紐約市地鐵系統(tǒng)已成為約570萬(wàn)人日常生活中*的一部分，Gwen只是其中一員。早在一個(gè)多世紀(jì)以前投入運(yùn)行的紐約市地鐵系統(tǒng)，是全老的地鐵系統(tǒng)之一，必須不斷升級(jí)。從1999年起，西門子一直在這一過程中發(fā)揮著重要作用。譬如，現(xiàn)在，往返于曼哈頓Chelsea與布魯克林Canarsie之間的L號(hào)線地鐵，便采用了西門子提供的列車控制技術(shù)。這種基于無(wú)線技術(shù)的信號(hào)系統(tǒng)使列車與列車之間、以及列車與控制中心之間能夠相互通信。這個(gè)系統(tǒng)為提高發(fā)車頻率創(chuàng)造了條件。這項(xiàng)技術(shù)還降低了對(duì)軌道沿線設(shè)備的需求，并利用光纖網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了與關(guān)鍵型地面設(shè)備的通信。這增強(qiáng)了地鐵系統(tǒng)的強(qiáng)韌性，因?yàn)槟軌驅(qū)⒌孛嬖O(shè)備安裝在更加安全的位置。如有洪災(zāi)預(yù)警，可以提前將沿軌道部署的電臺(tái)設(shè)備轉(zhuǎn)移到安全的地方，就像“桑迪”來襲時(shí)所做的那樣。

2008年，西門子提供的另一個(gè)解決方案投入運(yùn)行。現(xiàn)在，這個(gè)系統(tǒng)通過同時(shí)實(shí)時(shí)追蹤多達(dá)220輛列車，控制著紐約市三分之一的地鐵系統(tǒng)。這項(xiàng)技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)是其提供的信息。得益于此，運(yùn)營(yíng)商可以密切監(jiān)控各種事件，當(dāng)發(fā)生緊急狀況時(shí)快速做出響應(yīng)。譬如，通過疏散隧道內(nèi)的列車，或者讓列車從受影響的線路改道其他安全線路。這些解決方案協(xié)同作用，形成了一個(gè)具備通信能力的集中控制式系統(tǒng)，這是一個(gè)為應(yīng)對(duì)危險(xiǎn)狀況做好了準(zhǔn)備的系統(tǒng)！

怎樣才能進(jìn)一步提升紐約市地鐵系統(tǒng)的可靠性？常駐紐約的西門子交通集團(tuán)軌道系統(tǒng)IT項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Paul Eliea認(rèn)為，集中控制式危險(xiǎn)檢測(cè)系統(tǒng)可能是一個(gè)涵蓋整個(gè)地鐵系統(tǒng)的解決方案的關(guān)鍵要素之一。他說：“當(dāng)?shù)罔F系統(tǒng)進(jìn)水量足以對(duì)其運(yùn)行造成影響時(shí)，傳感器將向控制中心發(fā)出警示信號(hào)，并提供實(shí)時(shí)信息，以便掌握事態(tài)進(jìn)展。”

所有這一切都表明，從電網(wǎng)到交通系統(tǒng)，擁有性能的強(qiáng)健解決方案在確保紐約市的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要作用。紐約市的居民也在通過小規(guī)模投資提升自身的災(zāi)害承受能力。Gwen說：“這場(chǎng)風(fēng)暴結(jié)束后，我買了一輛折疊自行車?，F(xiàn)在，有了這輛小巧的自行車，我再也不會(huì)寸步難行了。”