基于韧性的社区物理基础设施系统性能与社区绩效之间的相关性研究

《Sustainable Cities and Society》：Integration of Resilience-based Community Physical Infrastructure System Performance and Community Performance Correlation Relationships

本研究提出了一种连接社区性能目标（CPG）与子系统性能目标（CSPG）的新方法，基于地震灾害的社区初始性能（CIPG）设定，通过事件树分析法将CPG分解为CVFPG（社区关键功能性能目标）和CSPG，并以大连某社区为案例验证了方法的有效性。

　　在当今社会，自然灾害的频率和强度不断上升，对城市运行和居民生活造成了越来越大的影响。面对这一挑战，构建具有韧性和可持续性的城市成为迫切需求。城市韧性不仅关乎城市整体的抗灾能力，还与社区的结构和功能密切相关。社区作为城市的基本组成单元，其韧性决定了整个城市在面对灾难时的恢复能力和持续性。因此，研究社区韧性与子系统之间的关系，对于提升城市整体韧性具有重要意义。

近年来，许多学者对社区韧性进行了深入研究，并提出了多种评估模型和方法。这些模型从不同维度出发，例如物理、社会、经济、制度和自然等方面，对社区的抗灾能力进行系统分析。然而，现有的评估模型多集中于宏观层面，缺乏对社区与子系统之间具体关系的探讨。特别是在多灾种场景下，社区韧性与子系统之间的互动机制尚未得到充分研究，这导致社区韧性评估的准确性受到限制。因此，有必要开发一种新的方法，能够清晰地建立社区韧性目标（CPG）与子系统韧性目标（CSPG）之间的联系，并实现CPG的分解以获取CSPG。

本文提出了一种创新的方法，用于从社区韧性的角度建立CPG与CSPG之间的关系，并实现CPG的分解以获取CSPG。该方法首先从技术层面构建了一个社区性能评估框架和模型，随后结合地震灾害的影响，设定了社区初始性能（CIPG）。接着，通过事件树分析法，将CPG分解为社区关键功能性能目标（CVFPG），并以此为基础，进一步推导出CSPG。最后，该方法被应用于中国大连的一个社区，通过实际案例验证了其可行性。

社区韧性模型的建立是本研究的重要基础。传统上，社区韧性评估模型主要从宏观层面出发，如Bruneau等人（2003）提出的社区地震韧性概念，强调了社区在灾害发生时的应对能力、管理能力以及恢复能力。然而，这些模型在实际应用中往往忽略了社区子系统之间的具体关系。例如，基础设施系统的破坏不仅会影响社区的正常运行，还可能引发一系列连锁反应，如交通中断、通信瘫痪和电力供应中断等。因此，仅从宏观层面评估社区韧性，无法全面反映其实际运行情况。

为了弥补这一不足，本文提出了一种新的方法，通过事件树分析，将社区韧性目标分解为子系统韧性目标。这一方法的核心在于明确社区关键功能与子系统之间的关系，并通过系统的性能评估来设定和优化目标。例如，在大连的案例中，社区被划分为住宅、商业、教育和公共服务等功能区域，其中医疗服务被纳入公共服务范畴。通过对这些功能区域的分析，可以识别出社区在灾害发生时的关键需求，并据此设定相应的子系统性能目标。

在实际应用中，社区韧性目标的分解需要结合具体灾害场景。例如，地震灾害对社区的影响主要体现在基础设施的破坏和关键功能的中断上。因此，在设定社区初始性能（CIPG）时，需要考虑地震灾害对社区的潜在影响，并通过合理的参数选择来设定CIPG。随后，通过事件树分析，将CPG分解为CVFPG，并进一步推导出CSPG。这一过程不仅能够明确社区关键功能的性能目标，还能够为子系统的性能设定提供依据。

本文的研究方法在大连的社区中得到了验证。通过对社区的性能评估和目标设定，可以清晰地看到社区韧性目标与子系统韧性目标之间的关系。例如，在地震灾害发生后，社区的关键功能如医疗、交通和通信等会受到严重影响，因此需要通过系统的性能评估来设定相应的子系统性能目标。这一方法不仅能够提高社区韧性的评估准确性，还能够为城市规划和灾害应对提供科学依据。

此外，本文的研究还揭示了社区韧性与子系统韧性之间的互动机制。社区的关键功能依赖于子系统的正常运行，而子系统的性能又直接影响社区的整体韧性。因此，研究社区与子系统之间的关系，不仅有助于理解灾害对社区的影响，还能够为提升社区韧性提供有效的策略。例如，在大连的案例中，通过分析社区关键功能的性能目标，可以识别出哪些子系统需要优先改进，从而提高整个社区的抗灾能力。

本文的研究方法具有较强的通用性和可扩展性，可以应用于不同类型的社区和灾害场景。通过建立社区韧性目标与子系统韧性目标之间的联系，不仅能够提高社区韧性的评估准确性，还能够为城市规划和灾害应对提供科学依据。同时，该方法还可以帮助相关设计人员在不同层面（如组件、系统和社区）调整性能目标，从而实现更高效的灾害应对和恢复。

总之，本文提出了一种新的方法，用于建立社区韧性目标与子系统韧性目标之间的联系，并实现CPG的分解以获取CSPG。该方法在大连的社区中得到了验证，展示了其在实际应用中的可行性和有效性。通过这一方法，可以更全面地理解社区韧性与子系统之间的关系，为提升城市整体韧性提供科学支持。未来的研究可以进一步扩展该方法的应用范围，探索其在不同灾害场景下的适应性，并结合更多的实际案例进行验证，以不断完善社区韧性评估体系。