Gastprofessorin Prof. Dr. Alice Alipour hält am 30. November eine Präsentation an der ETH Zürich

Zugang zum Live Stream

Abstract: Naturkatastrophen können zu erheblichen Schäden und Störungen in der bebauten Umwelt führen, einschließlich verschiedener Infrastruktursysteme und der sozioökonomischen Aktivitäten, die von ihnen abhängen. Untersuchungen der jüngsten, durch Naturkatastrophen verursachten Katastrophen haben gezeigt, wie wichtig die Widerstandsfähigkeit der Infrastruktur ist, insbesondere für eine integrierte Sicherheit, Leistung und Funktionalität. Die Widerstandsfähigkeit von Infrastrukturen ist definiert als die Fähigkeit, sich auf tatsächliche oder potenzielle Extremereignisse vorzubereiten, sie zu planen, zu bewältigen und sich von ihnen zu erholen. Daher wird ein gründliches Verständnis aller mit dieser Definition verbundenen Komponenten als wesentlich erachtet, um zu widerstandsfähigen Infrastrukturen zu gelangen. Darüber hinaus gibt es drei einzigartige Eigenschaften in diesem kritischen Bereich, die synergetisch berücksichtigt werden sollten: (1) Infrastruktursysteme sind geografisch verteilt und bestehen aus einer großen Anzahl von Komponenten, (2) Naturgefahren sind sowohl räumlich als auch zeitlich sehr unsicher, und (3) die Ressourcen der Gemeinschaft sind begrenzt, insbesondere nach extremen Ereignissen. Die Kombination der skizzierten Überlegungen unterstreicht die Bedeutung von Ex-ante- und Ex-post-Entscheidungen zur Förderung der Resilienz nicht nur auf der Ebene der Komponenten, sondern auch auf der Ebene des Systems. Um die Resilienz in der neuen Generation ziviler Infrastrukturen zu etablieren, wird in diesem Vortrag die Formulierung eines nichtlinearen zweistufigen stochastischen Programmierungsmodells vorgestellt, das darauf abzielt, ein ausgewogenes Portfolio von Ex-ante- und Ex-post-Aktivitäten aufzubauen, um das Risiko und die Zeit der Wiederherstellung zu reduzieren und gleichzeitig die direkten und indirekten Verluste zu minimieren. Das entwickelte Modell profitiert von einer datengesteuerten Simulationsumgebung, die Szenarienreduzierung, eine hybride heuristische Methode der Evolutionsstrategie und paralleles Hochleistungsrechnen kombiniert, um optimale resilienzorientierte Lösungen zu finden. Durch die Untersuchung des Modells in einem groß angelegten, geografisch verteilten Verkehrsnetz, das Hochwasserereignissen ausgesetzt ist, werden die wichtigsten Fähigkeiten bewertet. Daraus ergeben sich Empfehlungen für die weitere Umsetzung solcher Modelle, um die Widerstandsfähigkeit der bebauten Umwelt bei Extremereignissen zu verbessern.

Speaker:
Prof. Dr. Alice Alipour ist Gastprofessorin am Institut für Infrastrukturmanagement des D-BAUG und Senior Fellow am ETH Collegium Helveticum. An ihrer Heimatuniversität, der Iowa State University, ist sie Cerwick Faculty Fellow und ausserordentliche Professorin am Department of Civil, Construction, and Environmental Engineering. Prof. Dr. Alipour beschäftigt sich in ihrer Forschung vor allem mit der Untersuchung von zivilen Infrastruktursystemen, die extremen Ereignissen ausgesetzt sind. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Anwendung datengestützter probabilistischer Methoden und Entscheidungsfindungsansätze zur Bewertung und Verbesserung der Widerstandsfähigkeit der baulichen Umwelt unter den Bedingungen mehrerer Bedrohungen. Prof. Dr. Alipour hat über 100 Veröffentlichungen in führenden Fachzeitschriften, archivierten Konferenzen, Büchern und Behördenberichten verfasst. Ihre Forschung wird von mehreren Bundesbehörden unterstützt, darunter die U.S. National Science Foundation (NSF), das National Institute of Standards and Technology (NIST), das National Cooperative Highway Research Program (NCHRP) sowie mehrere staatliche, lokale und private Einrichtungen. Sie wurde 2018 mit dem NSF CAREER Award und 2021 mit dem Charles W. Schafer Award for Excellence in Teaching, Research, and Service ausgezeichnet.