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从721北京大暴雨所想到的(120723)
闵应骅
7月21日北京遭遇解放以来最大的暴雨,已有37人死亡,190万人受灾,经济损失据说达百亿元,引起大家广泛关注。许多人埋怨北京地下水道不够大。我在想,60年来这么一次大暴雨,我们就去扩大地下水道,使暴雨顺利流出去吗?谁知道有没有100年一遇的暴雨来呢?那我们的地下水道是不是还不够大呢?这样来考虑问题:防止100亿的损失,可能投1000亿也不够,甚至可能是浪费。我有以下的几点感想:
1. 所谓“XX年一遇”根本不可信。
去年还说去年的暴雨十年不遇,可今年又来一个61年不遇。连着两年,怎么都遇上了。也许说这是小概率事件。可是,想想,这“XX年不遇”是怎么来的?我猜想:根据水文资料,X1年后一次暴雨,X2年后又一次暴雨,。。。。。。,然后,X1,X2,X3,。。。,Xn来一个算术平均就得到XX年不遇了。其实,这就太简单化了。因为,暴雨在历史的各年里,并不见得是均匀分布的。而且,你所用的历史数据也不见得足够长。所以,对水灾、地震等所谓XX年不遇,不见得可信。
2. 不惜工本,考虑最坏可能的办法不可取。
在工程上,这是一个普遍的原则:什么都必须留有富余量,但是,不能从最坏的情况出发考虑问题。就说地下水道,修多宽、多大算个够。而且,地下掏得太空,副作用会有多大,对于其他灾害的防治会不会起反作用。
3. 鼓励别人拼死拼活去救,也不是办法。
别人拼死拼活去救,精神上应该鼓励。但是,综合考虑代价,却不一定合理。譬如,一个小孩溺水,几个人去救,结果小孩救起来了,而救人的人全死了。这值得吗?
那末,解决这问题的办法是什么呢?我以为,信息化的实体系统有助于解决这个问题。
我在信息化的实体系统(Cyber-Physical Systems)(100409)中,把Cyber-Physical System, CPS 翻成信息化的实体系统。有人把它翻成信息物理系统。这么翻法从字面上说令人费解,物理系统就很难理解,信息物理好像没听说过这样的物理。信息化的实体系统是把信息采集--信息处理—执行联成一体的系统。当今世界面临一系列的问题,包括水、能源、环境、交通、健康等,需要计算、通讯和控制技术的结合。譬如公路上的汽车需要相互联成网络和基础设施,以保证安全、减少拥堵;可再生而不可靠的能源,如风力发电、太阳能需要加入到电网;家庭过去只消耗电能,但有朝一日也可能生产电能;混合动力汽车可能储存能量;远程手术可能更加可靠而无颤动;传感器网络可以监测和管理生态环境。这么一说,信息化的实体系统就有点像物联网了。当然,要让信息化的实体系统有高性能、可靠性、灵活性、健壮性和有效性,需要学术界、工业界和政府的合作,计算、通信控制技术的协同。就像计算需要发展成实时计算;模拟计算机转向数字计算机;频域理论转到状态空间理论。
回到暴雨成灾,如果有信息化的实体系统,交通灯可以动态地变化,所有严重积水路段亮起红灯,禁止进入,甚至可以强迫汽车自动刹车;天气预报不光是通过电视、广播每隔一小时预报,而是动态地随时采取实质性的动作防止灾害的发生;几分钟以前的预报总是可以比较准确的。我相信,信息化的实体系统可以发挥重要的作用。
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