纽约州布法罗大学正在牵头一项由美国国家科学基金会 (NSF) 资助的 200 万美元新研究项目，旨在开发工具，帮助社区更好地了解和应对野火可能对民众和关键基础设施造成的连锁灾害。

该项目汇集了来自加州大学伯克利分校、东北大学和美国能源部太平洋西北国家实验室（PNNL）三个合作机构的多学科研究人员。

作为美国国家科学基金会（NSF）“通过研究和教育促进火灾科学创新”（FIRE）计划的一部分，项目开展周期为2026年9月至2029年8月。

未来三年，该团队将考察位于城乡交界地带（WUI）的社区，那里人类活动（例如住房和输电线路）与森林、草原和其他自然植被交汇或融合。该研究题为 “合作研究— 通过知识整合构建网络生命线和生态系统的韧性工程（FIRE-WUI：REKINDLE）”。

综合考虑各地野火风险

随着野火发生频率和强度不断增加，城乡交界社区面临的风险也日益增大。除了直接的破坏之外，野火还会引发泥石流、山洪暴发和其他相关的环境灾害，同时也会对包括电网、供水系统和交通网络在内的重要基础设施造成严重破坏。然而，目前野火应对规划方法通常将这些相互关联的风险孤立地看待，难以了解它们之间的相互作用以及人们的应对措施。

REKINDLE旨在通过结合人工智能（AI）、基础设施建模和社会科学来弥补这一不足，从而对这些风险进行综合评估，并找出增强公共安全和社区韧性的方法。

“人们都熟悉野火风险，但往往忽略了随之而来的其他灾害和连锁反应，”该项目首席研究员、布法罗大学工业与系统工程系副教授Sayanti Mukherjee博士表示。“受野火影响的地区更容易受到泥石流和山洪暴发等后续灾害的侵袭。当这些灾害切断道路或中断电力或供水时，对本已艰难恢复的社区而言，影响会迅速加剧。”。

Mukherjee同时也是布法罗大学电气与计算机工程系以及人工智能与数据科学研究所的兼职教授，与他共同作为该项目的首席研究员的还有布法罗大学环境与可持续发展系的Susan Spierre Clark博士。其他参与项目的三所机构研究人员包括：东北大学的Auroop R. Ganguly博士；加州大学伯克利分校的Marta González博士和Anna Serra-Llobet博士；以及太平洋西北国家实验室的Andre Coleman博士和Sam Chatterjee博士。

理解链式反应

通过 REKINDLE 项目，研究人员将调查野火及其引发的灾害如何破坏关键基础设施，引发影响人们日常生活和福祉所依赖的基本服务的中断。

Clark说：“我们不仅想了解基础设施系统如何受到影响，还想了解这些中断如何影响家庭决策和社区应对措施。将这些因素综合起来，可以帮助社区增强韧性，恢复关键基础设施，并更快地从未来的灾害中恢复过来。”

人工智能将在这项工作中发挥核心作用。研究人员将构建一个基于物理学原理的地理空间人工智能模型，该模型结合地球观测数据和野火专业知识，生成地图，显示野火及相关灾害最可能发生的区域。他们还将利用机器学习模型来追踪故障如何在相互关联的电力、供水和交通系统中蔓延。

此外，研究团队还将考察这些灾害对人们的影响。研究人员将通过家庭调查、焦点小组访谈和模拟游戏，研究基础设施故障如何影响家庭生计以及他们从这些连锁灾害中恢复的能力。研究团队将利用这些发现，帮助确定在火灾发生前，哪些地方的基础设施建设投资能够发挥最大作用，以及灾后重建工作的优先顺序。

Mukherjee表示：“决定资源投入方向，无论是加强基础设施建设还是加强社区参与和宣传，都将是本项目的重要组成部分。人工智能和优化技术可以帮助我们评估不同的策略，并精准定位哪些投资最能发挥价值。这种洞察力可以帮助应急管理人员、基础设施运营人员和环境规划人员为他们的社区做出更明智的决策。”

扎根于社区环境现实

研究人员将利用加州洛杉矶和蒙特西托地区的案例研究来构建和测试 REKINDLE 系统。这两个地区近年来都经历了严重的野火和火灾后的泥石流灾害。研究团队将与政府机构、公用事业公司和社区利益相关者合作，以确保他们开发的工具能够反映使用者及其所在社区的实际需求。

该项目还将包含教育和劳动力发展部分。研究人员将为从初中到研究生阶段的学生开发以野火为主题的教育材料，向他们介绍野火抵御能力及相关灾害。研究团队将公开教育资源和研究数据，以便其他人在此基础上开展工作。本科生和研究生将有机会通过在行业合作伙伴和国家实验室的实习来积累经验。

来源：布法罗大学新闻处

（美国华文网编发）