城市基础设施可持续性及全生命周期集成管理研究

随着城市快速发展，基础设施的不可持续问题日益突显。基础设施的可持续性是可持续发展研究中一个新颖而必要的课题。基础设施的可持续性为何和怎样失效？如何评价其可持续性水平，未来发展趋势如何？创新何种管理模式提高其可持续性？针对以上问题，本课题从生命周期视角，进行基础设施可持续性广义失效分析，确定失效模式、剖析失效机理和原因、揭示影响因素；将基础设施可持续发展置于经济-社会-环境复杂系统中研究相互作用结构，建立系统动力学模型，进行模型检验和仿真；构建多层次、多目标的基础设施系统可持续性评价指标体系，对比和综合运用多种数学方法建立评价模型并进行中国部分城市的实证评价，采用时间序列和回归分析以上海为例进行可持续性预测研究；探索基于可持续发展的基础设施全生命周期集成管理模式和方法。课题进一步丰富可持续发展和生命周期管理理论，并为提高基础设施可持续水平和城市可持续发展提供借鉴，为政府部门决策提供理论依据。

作为城市赖以生存发展的载体和支撑体系，基础设施系统应具有可持续性。然而，现有的基础设施还存在重复建设、利用率低下、寿命过短等现象，可持续性亟待提高。基础设施的建设实践迫切要求对基础设施不可持续的本质、可持续性的度量、可持续性的改善等问题开展研究。.课题基于以上现实背景开展研究，主要研究内容及结果包括：（1）对基础设施可持续性影响因素、失效模式和失效原因进行分析。基于失效致因理论和失效树分析法研究了基础设施可持续性失效机理，建立了基础设施可建造性失效、可维护性失效和可适应性失效的失效树；从项目全生命周期的角度，分析基础设施可持续性在各阶段失效的成因机理，探寻基础设施可持续性失效的本质和规律。（2）着眼于基础设施与城市互动发展的复杂动态关系，在对基础设施系统与城市经济、社会、环境之间相互作用机理分析的基础上，建立了基础设施系统与城市互动发展的系统动力学模型。以上海市为例，设计了自然演变模式、基础设施发展模式、环境保护模式和协调发展模式等4种假定情景模式，运用VENSIM软件进行政策仿真和预测。不同发展模式的分析和比较表明：协调发展模式是实现基础设施系统与城市社会、经济和环境的综合协同发展和城市可持续发展的最优方案。（3）基于DSR模型，构建城市基础设施可持续性的评价指标体系。为弥补单一方法的不足，得到更客观合理的评价结果，研究了基于方法集的组合评价法，为基础设施可持续性评价提出了新的思路。将该方法用于长三角25个城市的基础设施可持续性综合评价，并对评价结果进行聚类分析和讨论，比较不同城市基础设施的可持续性水平，为把握现状和地区差异提供了依据，实证研究结果表明，不同城市的基础设施可持续性存在一定差距，这种差距与地区经济发展水平密切相关。（4）基于改进的GM（1,1）预测模型，对长三角城市未来基础设施可持续性发展态势进行预测研究，为今后城市基础设施可持续发展战略规划的制定提供参考。（5）构建了基础设施生命周期集成管理的框架模型，从过程集成、组织界面集成、信息集成几个方面研究了基础设施生命周期集成管理的方法。