工程师为桥梁下的水和其他艰难的环境决策提供帮助
在两篇新论文中,土木工程师探索了如何使用可量化的社会,经济和环境准则做出决策。
这称为基于可持续性的优化算法。它旨在帮助土地经理,城市规划人员,工程师和政策制定者做出有关土木工程项目的决策。新桥?需要新维修的旧桥?学校屋顶或滨水区发展如何?每个项目都要考虑经济,环境和社会因素。
密歇根理工大学土木与环境工程学教授布莱恩·巴克多尔(Brian Barkdoll)表示:“这是由数据驱动的决策,它可以帮助我们在项目的不同方面投入大量精力,以便我们可以集体做出更明智的决策。”“我们可以争论如何给数字加上数字,但是有很多方法,一旦有了数字,就可以进行比较。这与决策的透明度有关。”
Barkdoll与密歇根理工学院土木与环境工程博士学位候选人Hossein Tavakoli合作,设计了基于可持续性的优化算法。该算法和基于藻类的生物燃料案例研究是他们发表在《国际环境科学与技术杂志》上的论文的重点。
Barkdoll说:“这归结为我们需要注意的问题。”他补充说,他的团队深入研究了一个决策困难的特殊例子:海平面上升。“我们知道沿海城市有洪水泛滥的危险,这也令人惊讶,它如何影响上游的河流和桥梁。”
从能源到水再到食物,土木工程项目对自然资源的影响很大。Barkdoll希望工程师能够应对挑战,以使决策更加清晰(甚至更容易):“工程师和研究人员可以获取信息并提出建议。我们不会做出决策,但是如果我们能够提出有助于决策者做出更好决策的想法,那么我们应该这样做。”
算法的可持续性
对Barkdoll来说,最困难的部分不是数字,尽管他说有很多细微差别和改进空间。相反,挑战是工程师考虑项目方式的根本转变。
通常,安全和成本是土木工程项目的重中之重。Barkdoll编织到基于可持续性的优化算法中的考虑因素是一生中项目的成本。
“作为工程师,我们提供了许多选择,我们仍然可以提供人们认为他们想要的东西-最便宜和最安全的选择-并提出替代方案,这些方案不仅要考虑初始成本,还要考虑项目在整个生命周期内的成本以及成本外部化。” Barkdoll说。
他指出的一个常见示例是停车场:看起来很容易覆盖空间并保留它,但是考虑到维护成本,径流和洪水风险,碳排放量之后,标准天沟和沥青的吸引力就不那么明显了。在雨水花园,渗透沟和生物保留池中放置。
这个想法很有说服力,作为工程师,Barkdoll希望确保该算法真正起作用。因此,他和塔瓦科利(Tavakoli)密切关注了藻类制成的生物燃料。