专刊：城市基础设施建设与管理
客座主编：黄维和、卢春房、方东平
单位：中国石油天然气股份有限公司、中国铁道学会、清华大学
引用：
Weihe HUANG, Chunfang LU, Dongping FANG. Special issue: City and infrastructure engineering and management[J]. Frontiers of Engineering Management, 2021, 8(1): 1-4.
链接：
http://journal.hep.com.cn/fem/article/2021/2095-7513/28715
https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs42524-020-0150-0
城市基础设施系统在为人们提供基本服务方面发挥着根本性作用，如运输、通讯、医疗服务等，对世界各地城市的可持续发展至关重要。随着世界人口和城镇化的迅速增长，世界范围内，尤其在中国，大型工程、特大工程、超级工程、复杂工程系统、城市系统、超级大城市和城市群日益增多，其结构、功能规模和复杂程度也不断增加。因此，城市基础设施的规划、建设和运营面临着各种新的管理挑战。这些挑战源于对新理论、新模型和新技术的追求，以及建立高效、经济、有韧性的城市基础设施系统的需求。
近年来，有关城市基础设施建设与管理的研究不断增多，为迎接上述挑战而开发并提供多种方案和手段。本期Frontiers of Engineering Management特刊旨在创建机会，探讨新理念，传播“城市基础设施建设与管理”领域的最新进展，为研究人员提供一个了解、分析和改善城市基础设施建设与管理的机会，来应对即将到来的挑战。
He等人通过对京沪高铁、三峡大坝、港珠澳大桥三个大型工程项目的深入研究，探讨了大型工程项目管理的关键成功因素。该研究采用了包括文献综述、案例研究和专家访谈的综合分析法，找到了11个关键因素，并分为五类，分别是项目环境、施工能力、组织、积极的氛围与行动、可持续发展的再度整装待发。
Xu和Zou对1994年至2018年的105篇相关文献进行了全面综述，深入研究了系统动力学（SD）方法在建设工程管理研究中的应用情况和未来发展方向。根据综述结果，该论文探讨了系统动力学在工程管理研究中的三个未来研究方向，即系统动力学与其他方法的结合、不确定性分析和人为因素分析。
为了探索特大工程的创新扩散机制，Zhang等人采用了工程网络理论将特大工程中的创新扩散建模为组织内和组织间学习过程。在此基础上，将系统动力学和模糊系统相结合，将专家的主题选择解释为工程网络模型的定量系数。该论文根据六种管理方案，对三个典型的网络结构进行了检验，验证了所提出的分析范式。
为了了解城市发展与居民担忧之间的关系，Song等人对中国13个试点地区进行了大规模的问卷调查并收集居民担忧的多维度统计数据。该研究采用因子分析法和单样本T检验法重新定义并验证了居民担忧的五个主要维度，分别是住房条件、经济补偿、公共服务、生活适应性以及公众参与水平。并且为了缓解居民担忧，提出了量身定制的决策和工程管理战略。
为了提高特大工程的管理效率，Li等人探讨了建筑信息模型（BIM）与精益建设（LC）在特大工程管中的集成应用。本文介绍了一种以所有者为主导的BIM与LC集成应用的方法，这种方法是在一个机场建设工程案例研究中研发出来的，并最终验证了绩效。结果表明，以所有者为主导的BIM和LC的集成可有效提高管理绩效，达到高质量标准。
Anumba等人认为，信息物理系统（CPS）有可能会加强设施建设的交付和管理。因此，Anumba等人介绍了CPS的主要特性并阐述了CPS是如何完美解决建设工程交付中存在的一些问题的。本文概述了CPS在各种建筑应用中的优势，包括建筑构件布局跟踪、临时结构监测和移动式起重机安全等。
根据低影响开发（LID）理念的概述，Zhang和Ariaratnam评估了使用屋顶绿化和透水联锁混凝土路面可能给排水系统生命周期成本（LCCs）带来的影响。为此，已通过采访专业承包商以及审查项目文件收集了不同建设工程的成本信息。结果表明，在拟建排水系统中，将低影响开发（LID）理念应用于现有工程中，假设使用寿命为50年，可节省27.2%的生命周期成本（LCCs），假设使用寿命为25年，则可节省18.7%的生命周期成本（LCCs）。
Kaluarachchi提出了灰色、绿色和智能基础设施概念，并探讨了这些设施可为城市带来可观的环境效益和社会经济效益方面的内容。还谈到了智能绿色基础设施（SGI）的需要、优势以及应用。研究方法采用了文献资料法、个案研究法、专家访谈法、文献分析法等多种方法进行定性信息综述。此外，该研究还探讨了通过使用智能绿色基础设施（SGI）系统来减少筒仓仓储和减轻极端天气造成的破环。
为了了解和预测由于遗忘和通信错误导致民用基础设施延迟关闭的影响，Sun等人提出了一种基于主体的仿真建模方法，为计划停机的分析性评估提供辅助性支持。这种方法可充分考虑到涉及民用基础设施停运工作流程交接的认知和沟通因素。核电站停运工作流程的模拟结果有助于验证上述建模方法的延迟预测能力。
Lu等人基于城市规模等级的非线性时程分析法，根据主震－余震（MS—AS）型序列，提出了区域建筑物震害预测的框架。具体而言，提出的是主震—余震型序列生成方法，生成一个潜在的主震—余震序列，可解释说明目标区域的地震覆盖范围、波谱、持续时间、震级以及地质条件。以鲁甸地震中受损的龙头山为例，详细说明了该框架的搭建过程和优点。结果表明，该框架能够合准确地预测建筑物的区域震害。
Chen等人介绍了在火灾初期阶段模仿垂直升船机（VSL）疏散策略的模型，其中包含楼梯和电梯的综合应用。模型测试以三峡升船机为例进行，根据垂直升船机（VSL））结构分析多条疏散路径，同时计算出不同路径下所需的疏散时间。因此，Chen等人计算了最小垂直疏散时间所对应的目标函数并研发了仿真模型，可根据不同的疏散人数来制定协同疏散方案。
Du和Weng提交的超级工程论文介绍了在泉州湾大桥项目实施过程中开发和测试的几项工程建设技术创新。包括新技术和施工方案，如桩基钢筋笼定位的多功能井支架、一种承台模板构造的优化方法。除此之外，还采用了传感器、物联网、云计算等新一代信息技术，实现塔吊安全监控系统、工程项目过程控制、行业信息库数据智能化管理等智能工程施工技术。
Shen和Xue发表了一篇综述性论文，对其在特大型基础设施工程动态复杂环境下的工程参与方管理研究进行了总结。研究分析了工程参与方的动态以及工程参与方之间互动的复杂性和演变过程。以港珠澳大桥为例，介绍了两个模型，即动态文本挖掘模型，用于跟进工程参与方信息更新；及纵向工程参与方关联网络模型，用于分析和管理工程参与方的复杂信息。研究结果揭示了改善特大基础设施工程的参与方管理的有用信息，例如重大的参与方冲突和严重恶化的参与方关系。
最后，衷心感谢此次“城市基础设施建设与管理”专题中多位作者的宝贵知识。同时，也衷心感谢所有特邀编辑和审稿人，感谢他们在审稿过程中投入的时间、支持和无私参与。
客座主编
黄维和
中国工程院院士、油气储运工程专家。现任中国石油学会石油储运专业委员会主任、全国天然气标准化技术委员会主任，博士生导师。曾任中国石油天然气股份有限公司副总裁。1982年获华东石油学院学士学位，1996年获华中理工大学硕士学位，2005年获中国石油大学（北京）博士学位。
主持西气东输等我国多条重大管道关键技术攻关和工程建设管理，构建管道工程协同创新模式，解决大口径、高压、高强钢输气管道断裂控制和易凝高粘原油输送等难题。创立我国大型油气管网基于信息化安全管理系统，全面提升油气管网运营水平。获国家科技进步一等奖2项，省部级科技进步特等奖和一等奖各1项。
卢春房
中国工程院院士、铁路工程技术和管理专家。现任中国铁道学会理事长，曾任中华人民共和国铁道部副部长、中国铁路总公司副总经理、青藏铁路和京沪高铁建设总指挥部指挥长。1982年获西南交通大学学士学位，2007年获清华大学硕士学位。
长期从事铁路建设管理和科技创新工作，2005年至2016年间是中国高速铁路建设的实际组织者。主持我国高速铁路网骨架建设，创立高速铁路建设标准化管理模式和动态施工组织方法；组织高铁技术自主创新，建立我国高铁技术研发和实验验证体系。获国家科技进步奖特等奖。撰写出版《铁路建设项目标准化管理》、《中国高速铁路》等著作。
方东平
清华大学教授、土木水利学院院长、未来城镇与基础设施研究院执行院长。研究领域包括建设工程安全管理和城市韧性。现任多个国内外政府、业界和学术组织的理事和委员会成员，以英文、中文和日文等语言发表了200余篇专著和论文。曾任CIB（国际建筑施工研究创新理事会）副主席、Program Committee主席，受聘澳大利亚、瑞典、英国等国高校的访问教授，并受邀在CIB世界建筑大会、城市转型全球峰会等多个国际会议上做大会特邀报告。