丹·弗朗戈波尔作题为“概率方法在土木与海洋工程中的发展与应用”的学术报告 何倩摄影

【本站讯】日前，欧洲科学院外籍院士丹·弗朗戈波尔做客第45期黄岛讲坛，为师生作题为“概率方法在土木与海洋工程中的发展与应用”的学术报告，200余名师生听取讲座。报告前，储运与建筑工程学院为丹·弗朗戈波尔院士颁发荣誉教授聘书。

丹·弗朗戈波尔介绍了美国理海大学大型结构系统先进技术工程研究中心（ATLSS Center），随后从基本情况，不确定性下的生命周期管理，最低限度标准和业绩评估，风险、可持续性和复原力分析，考虑风险态度的生命周期优化和最终结论等六个方面详细讲解了概率方法在土木与海洋工程中的发展和应用历程。

丹·弗朗戈波尔提出，采用概率论方法设计、分析结构构件的寿命周期性能与成本，以成本、关系、风险、可持续性和活力为目标，实现生命周期优化。2015年，美国土木工程师协会（ASCE）的业界领袖提出了一个“巨大的挑战”，即在2025年之前民用基础设施项目的生命周期成本将降低50%。2017年美国土木工程师协会基础设施报告中写道，2016年美国平均桥龄为43岁，现存的桥梁中有39%的桥梁已经完成了50年的设计寿命，并共计有1230亿美元用于修复或更换全国所有结构不足的桥梁。在结构缺陷方面，需要大量维修、修复或更换的桥梁占总桥梁的10.1%；在功能过时方面，不再符合目前使用要求的桥梁（即窄车道或承载能力）占总桥梁的9.1%。“然而基础设施系统对经济和社会至关重要，所以概率风险和可持续性评估至关重要。”丹·弗朗戈波尔强调，“可持续性旨在提高今世后代的生活质量，需要有既定的方法来量化可持续性和复原力的衡量标准。”

丹·弗朗戈波尔举例说明了单桥在活荷载和振动荷载下的风险及单桥的基本维修，包括更换甲板、更换桥墩、取代上层建筑及替换桥，分析了在最佳基本维护策略下的风险分布图，结论是：在必要维修活动下，桥梁总风险低于风险阈值。他表示，通过概率论方法分析由不同的危险隐患单独或合并而产生的风险有助于适当分配维修和保养，以减轻最严重的危害影响。接着，在进行桥梁的地震脆弱性分析中，丹·弗朗戈波尔详细解释了脆弱曲线公式及其中各符号的意义，他指出风险评价流程的步骤：首先应建立与不同性能标准相关的极限状态函数，并计算在危险影响下的失败概率，确定与结构故障或与危险、损坏有关的概率问题，最后对产品的名誉风险、失败后果和可能性进行评价。

讲坛最后，丹·弗朗戈波尔介绍了网络物理基础设施与能源综合专业研究所——I-CPIE，即：可持续性、效率和复原力的研究目标，促进桥梁维护、安全和管理领域的国际合作，以增进社会福利。

丹·弗朗戈波尔（Dan M. Frangopol），欧洲科学院外籍院士，罗马尼亚技术科学院荣誉院士，美国理海大学（Lehigh University）名誉教授。国际桥梁维护与安全协会（IABMAS）、国际生命周期土木工程协会（IALCCE）创始主席，国际结构安全与可靠性协会（IASSAR）前副主席，美国土木工程师协会（ASCE）工程力学研究所前副主席。从事结构可靠度理论、结构设计优化理论及概率方法研究40余年，是土木工程和海洋工程全寿命周期领域的领导者与奠基人之一。研究领域主要包括：结构可靠性；生命周期成本分析；基于概率的评估、设计和结构生命周期优化；结构健康监测；极端事件下结构的生命周期性能维护和管理；基于风险的评估和决策；多重风险缓解；基础设施可持续性和抗灾能力；气候变化适应；概率机制。2012年获亚瑟·惠灵顿奖（Arthur M. Wellington Prize），2015年获美国土木工程协会阿尔弗雷德诺贝尔奖（ASCE Alfred Noble Prize），2016荣获美国土木工程协会民用基础设施风险分析与管理阿尔弗雷多·昂奖（ASCE Alfredo Ang Award）。