这条被海啸摧毁的街道曾经是日本陆前高市的市中心。视频:Alexis Kwasinski
在我做过的所有评估中，2011年4月的日本之行无疑是最具挑战性的，也是最令人揪心的。当时，福岛第一核电站受损的核反应堆还没有完全稳定下来，受辐射沉降物污染的地区有多大尚不清楚。我在日本主岛的西侧绕了一圈，因为仙台机场当时美国刚刚开始有限的运营，“子弹头”列车还没有恢复运营，从东京出发的高速公路在美国国务院的管辖范围内运行建议疏散区域．我带了5天旅途所需的食物和10天旅程所需的水，因为我听说自来水受到污染，瓶装水短缺。我还带了一个剂量计测量辐射水平无论我走到哪里，我都会迅速离开那些触发剂量计的地方。
3月11日发生在日本的海啸摧毁了陆前高田附近的一个基站和手机发射塔。亚历克西斯Kwasinski
陆前高田市的电信中心办公室是海啸过后仍屹立不倒的少数建筑之一。亚历克西斯Kwasinski
海啸过后，NTT位于女川的中央办公大楼的屋顶上还残留着一座房子的残骸。亚历克西斯Kwasinski
这可能看起来像是浪费了一个机会——也许确实如此——但公用事业公司表示，由于安全问题，不应该允许房主在停电期间断开电网，用太阳能电池板为他们的家庭供电。公用事业公司担心，如果与电网的断开不完全，电线工人可能会出去在损坏的电线上工作，以为它们是安全的，而实际上它们有来自某个地方的太阳能电池板的电力。这一观点是有争议的，因为现有的技术解决方案可以确保正确的断开连接，从而解决任何安全问题。不幸的是，这些解决方案所需要的技术目前还不普遍使用，因此可能会产生更高的成本。几乎所有传统的“现成”逆变器控制器(用于管理住宅太阳能电池板的电力)都无法正常工作，除非主电网存在并运行。
这座位于釜石市的宗教中心在海啸后被用作紧急避难所，无法从其太阳能电池板或风力发电机中获取电力，这些设备都完好无损。亚历克西斯Kwasinski
我在2005年10月开始从事灾难取证工作，当时我参加了一个国家科学基金会研究对所造成的损害卡特里娜飓风．2005年8月下旬，巨大而毁灭性的飓风袭击了墨西哥湾沿岸。狂风和大范围的洪水造成了高达1080亿美元的损失，超过了美国历史上任何其他飓风。我的任务是收集现场数据，以确定风暴为什么以及如何对关键的通信和电力基础设施造成如此严重的破坏。
我从伊利诺伊州的香槟市驱车向南。，where I was completing my Ph.D. in electrical engineering, and headed for the most heavily damaged areas of southern Louisiana. On the east side of the Mississippi River Delta, I turned onto狭窄的公路它穿过无边无际的沼泽，找到了Yscloskey、Delacroix和Point à la Hache的小镇。满是废墟的街道一片寂静——住在那里的人们，大多是渔民和海上石油行业的工人，还没能回来。卡特里娜飓风将巨大的海水推向了沿海的河流和运河风暴潮淹没了这个低洼的三角洲地区，摧毁了大部分房屋。被撞坏的汽车和船只从运河里探出来，夹杂着连根拔起的树木和一簇簇海藻。
卡特里娜飓风并没有给路易斯安那州德拉克洛瓦留下多少东西。,完好无损。亚历克西斯Kwasinski
电网的问题波及到电信系统:卡特里娜飓风留下了许多问题蜂窝塔完好无损，但电力问题很快造成了损失。在停电期间，完好无损的手机信号塔改用备用电池和柴油发电机供电。但在一两天内，这些信号塔开始停止服务:它们的电池耗尽了，发电机也没油了，工人们无法穿过灾区前往那里。当工作人员最终抵达故障信号塔时，他们在每个地点部署了多台便携式发电机，为信号塔上的电信基站供电。然而，这只产生了一个更复杂的问题:工人们随后面临着令人生畏的后勤工作，需要在数周内为数百甚至数千台发电机加油。我认为在一些地方解决这个问题的一个办法是依靠当地的替代能源，如太阳能电池板或小型风力发电机，以减少便携式发电机的负荷。连接到城市燃气管道的小型永久发电机可以为这些场所提供更好的解决方案。
卡特里娜飓风过后，多个便携式发电机为路易斯安那州共享一个基站供电。每台发电机大约每24到48小时需要加油一次。亚历克西斯Kwasinski
位于路易斯安那州Yscloskey的中央办公大楼。，was destroyed by Katrina and wasn’t rebuilt.亚历克西斯Kwasinski
2008年古斯塔夫飓风过后，DLC内阁系统(左)取代了Yscloskey中央办公楼。覆盖在栅栏上的海藻是由飓风的风暴潮带来的。亚历克西斯Kwasinski
飓风艾克2008年9月袭击墨西哥湾海岸的“飓风”造成了巨大的损失，在德克萨斯州、路易斯安那州等地造成了300亿美元的损失，成为美国历史上损失第三大的飓风(仅次于卡特里娜飓风和1992年的安德鲁飓风)。我永远不会忘记德克萨斯州的海滨小镇吉尔克里斯特，那里孤零零地矗立着一座房子。停电从受损的海岸线向内陆延伸了100多英里，并造成了大范围的电信中断(风暴的残余继续造成问题，一直延伸到加拿大)。在德克萨斯州，传输固定电话通信数据的DLC机柜是造成电信问题的主要原因。
DLC柜也有和信号塔一样的问题——在停电的情况下，它们的电池会在几个小时内耗尽。(电信中心办公室通常配备永久性发电机，可以至少维持72小时的电力供应，这是一个合理的缓冲。)为了恢复供电，电力公司向德克萨斯州东部的DLC机柜分发了数百台便携式发电机;这一姿态造成了额外的后勤负担，为他们提供燃料。由于宽带通信系统的普及增加了类似路边柜的使用，可以肯定的是，这个问题在未来的灾难中会变得更加普遍。
德克萨斯州的吉尔克里斯特被飓风艾克夷为平地。亚历克西斯Kwasinski
我也被严重破坏的分散和不均匀性所震惊。距吉尔克里斯特仅几英里的海伊岛镇(High Island)在风暴中幸免于难，只受到轻微破坏。这一事实表明，工程师们面临着一个重要的挑战:建立一个具有弹性和灵活性的整体基础设施，以便当一个小区域出现严重问题时，网络的其余部分不会崩溃。
艾克抓拍的波兰人折断了玻利瓦尔半岛唯一的输电线。亚历克西斯Kwasinski
不仅仅是通信和电力工程师可以从我最近的世界上最严重的灾难之旅中吸取教训。例如，在日本NTT中心办公楼中观察到的成功建筑实践可以在太平洋西北海岸复制，以加强现有的应急设施和学校教室。日本为远离高地地区的沿海社区设计的海啸疏散结构可以在美国复制。也许我从旅行中得到的主要教训是，说我们几乎无法预防灾难是不正确的。但这取决于面临风险的社区，从政府官员到公民个人，要求投资，让他们的城镇为最坏的情况做好准备。如果这些社区不从那些曾经遭受苦难的人身上吸取教训，历史将会悲惨地重演。
背景中看到的海啸疏散结构挽救了日本南三陆的生命。这样的建筑还可以拯救美国太平洋西北海岸的生命。亚历克西斯Kwasinski
作者简介
亚历克西斯Kwasinski是德克萨斯大学奥斯汀分校电气工程助理教授。他在和IEEE电力电子学会联合国通信能源系统技术委员会正在研究灾害对基础设施的影响。他还参与了IEEE未来方向委员会该网站的新在线社区致力于讨论减灾救灾问题。
