loading心之所向，所向披靡
工程技术协调与社会经济建模的公共政策的影响：
交通基础设施管理中的应用
摘要：
持续的基础设施投资不足和显著增长的商业及非商业的交通需求，已经使美国的当前和未来的交通设施消化不良。显然我们的交通基础设施条件的改善必须建立在更可持续的和积极的方法上，并且满足存在的差距之间的短期和长期需要的承诺。本文演示了长期投资克服基础设施改造的历史障碍的价值，包括需要积极的政治体系来弥补公共责任的缺陷，以及对交通基础设施的故障造成的社会经济影响的缺乏了解。而这些过程可以避免即将到来的灾难。本文提出了一种建模范式，描述了一种系统的制度中，一个长期的交通基础设施建设的建模，多个利益相关者的视角和涉及公共政策的构思。该方法促进了利益相关者和决策者他们共同的利益和个人决定的协调，实现更多的符合条件的系统目标的整体系统的水准。为了说明该建模方案的实用性，把它应用到一个桥梁的维修问题中，我们综合讨论了已有的工程实践和社会经济因素，帮助简化基础设施的长期目标与短期需求。并且我们可以从该系统方法论点到为了基础设施维护采取一种更具前瞻性和协作性的公共政策中获得见解。
2013Elsevier 公司保留所有权利 1.引言
美国的交通基础设施，几十年来一直在恶化。然而，恶化的过程是缓慢的，更广泛的影响并不总是显而易见。今天，这种退化过程的影响比以往任何时候都更加明显和不祥，众多的报告表明，各种各样的后果会导致交通基础设施建设的失败。这些措施包括，增加经济成本的货运拥挤，美国全球竞争力下降，增加了旅行成本和减少旅客的安全等等。美国土木工程师学会（ASCE）表明，美国现有交通基础设施未能维持经济增长，以及各种各样的解决方案将建立在各级政府确保未来基础设施的正常运转这一条件上（ASCE，2011）。在应对这一挑战，奥巴马总统已经要求立法者建立一个国家基础设施银行，并批准20亿美元改善国家的交通基础设施的预算。如果实施基础改善方案失败了，将会导致美国企业和家庭的开支显著加大。
我们需要更好地了解和优先考虑美国的交通基础设施当前维护的需要，这是过去两年半时间里报告得出的结论。1988年初，全国委员会发表了一片名为“脆弱的基础”应用了超过100000不能满足安全和性能标准的桥（国家公共工程改进委员会，1988）。这种观点最近在ASCE报告上重新发布，包括一篇题为“我们能否起死回生”，其中得出美国公共基础设施的某些部分“已经处在崩溃的边缘”（ASCE，2009b）。而在另一份报告中，ASCE（2011）估计，在美国的18%的道路在承载长途汽车时出现容量不足的现象，而Caldwell（2011）进一步强调需要改善美国的基础设施的质量，满足日益增长的需求。一系列的持续报道中，ASCE发表了一张国家清晰的基础设施图，突出“脆弱”的基础设施作为证据，使得公民和政府机构对美国基础设施系统感到越来越绝望（ASCE，1998,203,2005,2009a,b）。而且ASCE的基础设施报告卡最近一期（ASCE，2009a）给美国的基础设施评了D级，而美国的基础设施系统至少需要花费2.2万亿美元和5年时间才能使得目前状况达到标准。建设美国未来报告（建设美国未来教育基金，
2011）表明，美国联邦在过去的几十年里，交通基础设施投资占GDP的比例不断减小，现在的投资大致回到了1968连的水平，而那时的美国经济是很落后的。持续性的基础设施投资不足加上商业和非商业的交通需求增长，使得美国的运输基础设施“停留在上个世纪和全球经济混乱装备不良的时候”，这直接导致美国的基础设施在2005年世界经济论坛中的竞争力排名从第1名落后到第15名（建设美国未来教育基金，2011）。ASCE预测，2040年如果跟现在的交通基础设施条件和投资模式一样，则会出现几种情况：（1）美国基础设施的不足，将会造成比丢失400000个工作所带来的国民经济更多的损失（2）配套设施的不足，将会导致美国企业只能产生2320亿美元甚至更少的附加值，这远远比预期的要少（3）配套设施的不足，还会导致美国人的总收入不到2520亿元，这些都比预期的要少。
交通基础设施的恶化将会影响到一批高价值的知识型行业，包括商业和医疗行业餐饮和娱乐行业，其中印象最深的是商业（ASCE，2011）。
为了改善交通基础设施建设的现有条件，确保其可行性满足未来需求的增加，需要更多的维修预算款。我们需要的是一个更可持续和积极的方法，能较好地解决长期和短期需求之间存在的差距，兵客户基础设施条件改善的历史障碍，其中包括政治结构和影响，公共受托责任的缺失，以及对交通基础设施故障造成的社会经济影响的因果关系的认识不足。美国的交通基础设施条件要想得到改善就必须建立在一个主要模式的转变上。决策者做决策将不得不从体系角度去看待日益恶化的基础设施的问题，还得考虑到任何可行的和可持续的解决方案必须建立在工程，科学，社会，经济和规范性因素上。这种模式的转变需要现在立刻动手而不是以后，因为“虽然在经济萧条的时期修复和现代化国家的基础设施可能看起来让人气馁，但无所作为的成本却会成倍的增加”（Caldwell，2011）。
在应对这些需求，我们建议美国的交通基础设施进行建模个管理作为一个系统，由众多的工程，自然，人力和组织组成一个子系统。基于已在系统文献系统定义的特性（Maier，1998），我们定义了一个系统和系统相互依存的集合，其中每个可以管理和操作独立的目标，就想决策者和相关者，同时他们又承担一个共同的角色。该子系统和其潜在的动态过程的异质性表明，一个单一的模式是不足以模拟一个系统在系统问题中的所有方面。此外，固有的子系统之间的相互依存关系表明，尽管决策是有一个子系统独立制作的，但这些决定依旧对其他相互关联的子系统有印象（经常在预料之外）。因此，我们认为，系统必须通过多个模型建模，并应考虑到这些子系统的相互依存的关系。
为此，本文为运输研究的政策和实践文学背景做出贡献，本文提出了一种系统的建模范式：（1）可以再创建交通基础设施建设的公共政策过程中考虑交叉学科的建模和多方利益相关者的角度（2）可以使不同层级之间相互依存的系统和利益相关者获得更公开的评估，本文介绍了一个例子，说明了在定量方面的长期投资具有避免基础设施缺失的价值。在这个例子中，系统的建模方式综合（和谐）现有工程实践中精确的中长期目标的社会经济因素和短期直接的需求援助。将工程背景放入政治的舞台上，讨论的方法不仅提供了行动的理由，还说明了考虑不同或相互冲突的利益相关者视角的需要。捅死对基础设施维护采取了一种更具前瞻性和协作性的公共政策。另外提出了一个系统的建模方法，解决了部分的基础设施问题，为了长期的基础设施投资和维护，还提出了克服政治过程中的内在障碍的方案。
本文其余部分的结构如下。第2部分的重点是克服基础设施投资不足的挑战。特别是，本届讨论了阻碍美国基础设施长期发展和管理的因素，和随之而来的风险问题。本文最后讲的是基础设施管理的完整范式一所需要的是更全面的，科学与工程为依据的方法，其中的各种权衡更加透明，系统中不同层次、不同利益相关者之间依存关系的直接评估，会让公众更明了。第3节给出了一个系统的方法论的基础设施管理，是不同层次间的多个模型细节得到考虑和协调，也反映了不同利益相关者和系统的观点。该方法使利益相关者和决策者将它们的共同利益和个人决定更好的协调起来，从而实现更多标准水平的系统目标。本文还提出了一个说明性的
例子，系统建模的方案体系应用于桥梁的维护问题。第4节给出结论，而第5节详细阐述了进一步实现一个更积极的态度，交通基础设施的管理，包括对承诺的设备的落实到位，以确保讨论的建议，短期的考虑不能影响长远的基础设施需求和投资。
2.克服投资不足的挑战
基础设施管理的过程是动态的问题，因为决定经常做出变化，并且通常没有意识到这些决定的影响直至后期阶段。过往的维修决策往往会影响未来维修选择的程度。理想情况下，基础设施管理者以整个规划期内潜在风险的评估来权衡，他们想到了自己的维修决策会带来的更广泛的影响。此外，他们也想了解，不仅平均预期的风险来自他们的决定所引起，还有一个特点是发生和后果的高低概率的极端风险。然而，在现实中，大多数基础设施的维护决策在积极管理长远期的考虑和不同利益相关者的需求方面，以及评估当前决策对未来选择影响方面，都显得毫无价值。其中有许多原因，这包括：（1）美国政治结构和文化（2）个人主义价值合作的社会文化（3）风险的心理感受（4）公共账户缺乏能力。这些紧密联系在一起的因素框架成为基础设施管理问题的解决方案，美国的政治和策划指定的过程和框架，往往会阻碍基础设施长期的投资。大多数当选官员的选举周期较短（例如，单选市长和市议员需要3或4年，当选美国众议院需要大约2年）鼓励和强调有形的短期结果。长期投资（10年或更多年后）是政治家难以证明和左右的。基础设施投资，而且，产量效益玩玩很难成分可视化或完全理解。在某种程度上类似于强大的建筑法规，以防止结构在地震中下落，负面事件的关注以及选举的官员声望难以服众。同样的，事实上，桥不会失败（并保持通车），不显著或不具有新闻价值的话，选民是不会感激和恰当奖励他们选出的代表的。因此，这创造了一个一般的态度，基础设施维护“不性感”（ASCE，2009b）。政客们从建设新的基础设施中获得收益，如果基础设施建设失败，他们也不会失去什么，因为损失会被转移给其他人。积极的效益与长期投资定期保养和维护，这些大多未见过公众，使他们难以自圆其说。此外，公众往往不理解积极投资与基础设施的价值，因为他们不理解基础设施的复杂性和基础设施的性能的变化是如何影响到他们的生活（ASCE，2009b）。最近的报告（ASCE，2009b）表明一个提供基础设施管理的挑战是需要探讨决策者如何能教育公众，使他们主动维护基础设施。目前，政治制度经常是“由公众情绪的强度所领导”（Kahneman，2011），因此，基础设施的破坏通常先于管理。如果一个基础设施发生故障，他就会在人们心中成为政治上的重要问题，所谓的可用性启发式引导基础设施管理的决策过程（Kahneman，2011）。
美国政策和政治场景的其他功能，同样阻止长期投资。美国公司治理结构的另一障碍是其破碎和分散性。而强大的区域规划常见于欧洲（及其他地方，如澳大利亚），例如，这种治理水平在美国是几乎不存在的。相反，美国的特点是成千上万个地方政府单位长期竞争项目和税基，而没有想法采取和实施一个更大的基础设施的计划和眼光。大多数的基础设施项目-桥梁或公路或地铁系统-时候需要地区性的计划，以及区域机制的融资和经营。
在当时政治文化也起着重要的作用。美国强调小政府特有的政治史，国家的权力和联邦政府资助和领导的质疑。政客和官员今天制定了关于政府支出价值先验问题的标准（而在私营部门的决策和投资则相反）、此外，提高税收是很难在保守的政治倾向中保持开明的，常常被官员们认为这是政治自杀。而欧洲，其强有力的中央政府的作用是公认的，在公共基础设施上的投资被看作是一种至关重要的政府职能，美国的政治文化和倾向则在这方面更让人怀疑。同样，有许多相互竞争的利益和政策领域，争夺有限的公共资金。有证据表明长期的政策问题和主题（减轻自然灾害、气候变化）可能会黯然失色，尤其在地方一级，有一个主要的预算，消防和警察服务，其他更直接的需求，比如学校。