2021年5月Colonial天然气管道的关闭对美国经济的许多部门产生了灾难性影响，特别是那些依赖于国家交通基础设施的部门。这一事件是一个警告，一个关键基础设施的故障会对其他基础设施产生连锁反应并有时还会导致严重的人员和经济后果。

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为了帮助政策制定者减轻因极端风暴和网络攻击等灾害造成的基础设施故障的影响，奥尔巴尼大学应急准备、美国国土安全和网络安全学院的Unal Tatar和他的同事Joost Santos和Shital Thekdi开发了一种方法用于计算关键基础设施不同长度和严重程度的中断造成的经济损失。他们的研究《Economic Risk for physical system disruptions: a case of transportation systems》是在于12月5日至9日举行的2021年风险分析协会虚拟年会提出的关于基础设施复原力的几个研究之一。

研究人员对弗吉尼亚州的一个公路运输网络的分析表明，根据事件的长度和严重程度，一天内因中断而经历的损失可能从800万美元到2.56亿美元不等。

由于基础设施如能源、交通和通信之间的相互联系，科学家们越来越多地将关键基础设施系统建模为计算机网络。当网络中的一个节点被破坏时，会影响到整个系统。在他们的分析中，Tatar和他的同事将功能依赖网络分析(FDNA)跟动态不可操作性投入产出模型(DIIM)结合起来以评估关键基础设施的中断在一段时间内可能降低其功能的程度。

他们在弗吉尼亚州的一个重要公路交通网络上测试了他们的新框架，期间考虑了三种不同的中断情况：

温和的、相对频繁的交通状况（3小时的中断）；

严重的，但不频繁的交通状况（6小时的中断）；

严重但不太频繁的事件--如飓风期间和飓风之后的疏散（1-2天的中断）。

每种情况都会对交通网络中的节点如桥梁、隧道和高速公路路段造成不同程度的不可操作性。在分析中，这种不可操作性从轻微中断的15%到飓风疏散后的85%不等，此时交通使用者主要是应急人员和后期疏散人员。“这时，由于速度限制和需求的减少，桥隧的运行能力下降，”Tatar说道。

一个严重的情况即飓风过后的那段时间则导致了最高的损失--在一天内约2.5亿美元，这是由于高度的不可操作性（85%）。轻度延误（3小时）损失为800万美元，严重但不频繁的交通延误（6小时）为1200万美元。

该分析考虑了从批发贸易到州和地方政府等10个不同部门经历的经济损失。遭受最大经济损失的部门通常是那些对国内生产总值贡献较大的部门，例如州和地方政府部门。就不可操作性的影响而言，受影响最大的部门是计算机系统设计及相关服务。

“计算破坏性情景的经济影响将改善对公众的风险沟通。虽然我们把我们的方法应用于运输网络，但它们可以用来分析各种网络基础设施系统，包括电网、石油和天然气管道以及供应链，”Tatar说道。

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