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GCRI · 关键基础设施

交通与物流节点

Ports, airports, rail freight yards, pipelines and distribution centres are the nodes where flows of goods concentrate. A closure at one can stall supply chains far away, because alternative routes and capacity are limited and slow to bring into use. This page sets out how logistics nodes are disrupted, how their criticality is measured, and what evidence serves the operators and authorities who manage them.

02问题

Transport and logistics nodes: how the risk develops.

Ports, roads, rail and supply routes. The dossier below sets out how the risk develops, what is measured, where the data come from, how it is modelled and who decides.

机制

Flows concentrate at few nodes

规模经济使集装箱运输、航空货运和燃料进口集中于少数港口、枢纽和码头。每一处都可能成为一个节点,其中断会影响众多供应链。

机制

危害导致节点关闭

Storms, floods, heat and 海平面上升 close ports and airports, damage equipment and cut access roads and rail. Coastal ports are exposed to surge and wind.

机制

劳动力与系统是依赖项

Strikes, staff shortages, customs system outages and cyber incidents can stop a node as surely as physical damage.

机制

Backlogs persist after reopening

Ships, containers and trucks pile up during a closure. Clearing the backlog takes longer than the closure itself, and the effects travel along shipping and supply networks.

03地理

西欧的活动与危害。

Night lights, population density, marine heat and true-colour imagery over Western Europe, from NASA GIBS. Each layer carries its own date.

交互式地图需要JavaScript;图层列表和来源见下文。

图层 4

本页的活动与危害

最新可用

NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © OpenStreetMap贡献者 (ODbL) · Natural Earth

正在加载最新的NASA影像。

拖动以移动。按住 Ctrl 或 ⌘ 并滚动、双指缩放或使用按钮缩放;悬停可查看指针下的数值;重置可返回该区域。

以西欧为框架的活动与危害。NASA 发布的卫星和模型产品,各带自己的日期。它们是指标,而非对任何地点的评估。

Data: NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © OpenStreetMap contributors · Natural Earth · NASA EONET · NASA HLS S30来源与许可

  • 我们感谢 NASA 全球影像浏览服务(GIBS)提供的影像,该服务隶属于 NASA 地球科学数据和信息系统(ESDIS)。颜色依据已发布的色标重绘;显示处的数值已按六边形网格平均(经修改)。 NASA 开放数据
  • 我们感谢 NASA 全球影像浏览服务(GIBS)提供的影像,该服务隶属于 NASA 地球科学数据和信息系统(ESDIS)。颜色依据已发布的色标重绘;显示处的数值已按六边形网格平均(经修改)。 NASA 开放数据
  • VIIRS Black Marble 夜间灯光,NASA 戈达德航天中心;由 NASA Level-1 与大气档案和分发系统(LAADS DAAC)分发;影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘;显示处的数值已按六边形网格平均(经修改)。 NASA 开放数据
  • Center for International Earth Science Information Network (CIESIN), Columbia University. 2018. Gridded Population of the World, Version 4 (GPWv4): Population Density, Revision 11. NASA Socioeconomic Data and Applications Center (SEDAC). 采用 CC BY 4.0 许可。颜色依据已发布的色标重绘;显示处的数值已按六边形网格平均(经修改)。 doi:10.7927/H49C6VHW. CC BY 4.0
  • GHRSST Level 4 MUR 分析,NASA 喷气推进实验室;由 NASA 物理海洋学 DAAC(PO.DAAC)分发;影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘;显示处的数值已按六边形网格平均(经修改)。 NASA 开放数据
  • VIIRS 近实时产品(洪水、地表温度、积雪覆盖、校正反射率),NASA LANCE;影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘;显示处的数值已按六边形网格平均(经修改)。 NASA 开放数据
  • MODIS 陆地产品(植被指数、总初级生产力、土地覆盖),NASA LP DAAC 和 LANCE;影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘;显示处的数值已按六边形网格平均(经修改)。 NASA 开放数据
  • ASTER GDEM 是 METI 和 NASA 的产品(ASTER Global Digital Elevation Model V003,NASA LP DAAC);影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘;显示处的数值已按六边形网格平均(经修改)。引用格式:NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems and U.S./Japan ASTER Science Team (2019). ASTER Global Digital Elevation Model V003. doi:10.5067/ASTER/ASTGTM.003. NASA 开放数据
  • 使用 Natural Earth 制作。免费矢量和栅格地图数据,见 naturalearthdata.com。 公有领域
  • © OpenStreetMap 贡献者(ODbL),经由 NASA GIBS(海岸线、边界、道路和地名)。颜色依据已发布的色标重绘;显示处的数值已按六边形网格平均(经修改)。 ODbL
  • Blue Marble,NASA Earth Observatory;影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘;显示处的数值已按六边形网格平均(经修改)。 NASA 开放数据
  • 地球仪和平面地图上的背景信息:海岸线、边界、道路和地名来自 NASA GIBS 参考图层(OpenStreetMap 数据,ODbL,© OpenStreetMap contributors);Blue Marble 影像可作为可选底图;3D 地形和高程读数来自 ASTER GDEM 高程色彩指数(5 m 至 200 m 分级,为便于辨识而作了夸张处理)。边界按已发布的样式绘制,不代表对任何领土的立场。
  • 实时事件:NASA Earth Observatory Natural Event Tracker(EONET);事件仅供参考,并保留其原始来源链接。
  • 实时:NASA EONET。事件仅供参考,不是主管机构的预警。
  • Observed (EO): NASA HLS S30 (contains modified Copernicus Sentinel data 2026). We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA's Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA's Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • NASA GIBS:我们感谢使用 NASA 全球影像浏览服务(GIBS)所提供的影像,该服务属于 NASA 地球科学数据与信息系统(ESDIS)。
  • 天气数据来自 Open-Meteo.com (https://open-meteo.com/), 依据 CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). 授权。
  • 可选图层(图层列表中有 7 个来源:实时、预报、观测和背景)开启时会在地图上和此处显示其提供方署名;预报是模型输出,派生指数是估计值。

图层与日期

  • 夜间灯光,每日:VIIRS Black Marble(VNP46A2),NASA LAADS DAAC · 2026年10月12日
  • 人口密度,2020 年:人口:哥伦比亚大学 CIESIN,世界网格化人口 v4.11(2018),NASA SEDAC, CC BY 4.0 · 静态
  • 海面温度距平:GHRSST MUR25,NASA JPL PO.DAAC · 2026年10月12日
  • 真彩色:VIIRS NOAA-20 校正反射率,NASA LANCE · 2026年10月13日
  • 土地覆盖类型(IGBP),年度:MODIS Terra 和 Aqua 土地覆盖(MCD12Q1),NASA LP DAAC · 2024
  • 洪水水体,3 日合成:VIIRS 全球洪水产品,NASA LANCE · 2026年10月14日

04跨领域

港口、走廊和枢纽承载着各领域所需的一切流动。

Logistics studies are designed for the 战略系统系列. UNCTAD's Review of Maritime Transport 2024 documents recent disruptions; port security follows the ISPS Code.

  • 港口中断记录。
  • Corridor capacity data.
05监测

资产关键性登记册。

团队跟踪该主题时会使用的界面:其指标、状态与决策。名称为示例,数值仅作示意。

资产关键性登记册

交通和物流节点 · 生命线系统 A · 登记册 v4

洪水区内有 4 项关键资产GCRI · 关键基础设施

关键资产

SS-12电力第 1 级1/100 概率洪水18
WTW-2水第 1 级1/100 概率洪水26
DX-1电信第 2 级高温5
H-Campus卫生第 1 级地震73
PN-3交通第 2 级风暴潮n/a

SS-12 依赖关系

上游
输电线路 L4、L7
下游
WTW-2、H-Campus、DX-1
修复目标
14 h
负责人
资产所有者

依赖关系图

红色:SS-12 及其依赖项

各部门的恢复时间

050100停电后的恢复小时数,最近事件电力水电信卫生道路
资产关键性登记册:运输与物流节点的界面结构、术语和状态。示例名称和示意数值;是设计方案,并非记录或实时系统。
06指标

衡量什么,以及衡量得如何。

每个指标都注明其单位、频率、背后的来源类型以及数值将附带的证据标签。此处不显示数值:数值由计划依据其自身权限提供。

指标单位节奏来源类型标签
港口吞吐量20 英尺标准集装箱每月Port authority statistics已发布统计
船舶等待时间靠泊前锚地停留小时数每周Automatic identification system data观测
Closure days by cause天年度Operator and authority records已报告
经由单一节点的国家贸易份额占贸易额的百分比年度海关和贸易统计已发布统计
可用的替代产能其他节点可吸收的节点吞吐量百分比每次评估能力研究估算
Time to clear backlog天每个事件运营方记录观测
07模拟器

冲击在投入产出经济中的传播。

某一部门的产出损失会通过技术系数传导至其供应商和客户,并按您设定的速率恢复;这些系数是教学用数值,并非国民账户数据。这是带有明确示例数值的教学模型,并非预测。本页地图显示西欧;模型本身与具体地点无关。

控制措施

最先受冲击的部门(在列表中的位置)
0
冲击规模
其产出的 30%
冲击持续时间
30 days
恢复速率
每天 0.08
模拟天数
180 days

读数

运行期间损失的产出
一年产出的 0.70%
总量与直接量之比(乘数)
1.70 倍
受影响最大的其他部门
贸易
其峰值不可运行性
3.2%
数字、方法与来源
部门峰值不可运行性(%)产出权重(%)
农业30.5015.8
能源2.6919.1
制造业1.6110.7
交通与港口1.5822.1
贸易3.2221.7
服务0.2610.6

方法

  1. 投入产出分析 Leontief (1936); Miller and Blair (2009), Input-Output Analysis, Cambridge University Press
  2. 不可运行性投入产出模型 Haimes and Jiang (2001), Journal of Infrastructure Systems 7
  3. 动态不可运行性与恢复 Lian and Haimes (2006), Systems Engineering 9
  4. 不确定性扇形图(参数蒙特卡罗) Spiegelhalter, Pearson and Short (2011), Visualising uncertainty about the future, Science 333
  5. 单因素敏感性(龙卷风图) Saltelli and others (2008), Global Sensitivity Analysis: The Primer, Wiley

数据

模型使用控件设定的教学数值运行。若要针对某一地点进行校准,请对照以下已准入的图层和序列解读,本页地图可以绘制它们:

  • 海港 Natural Earth
  • 海上咽喉要道 Nexus(按公布坐标标注的指定海峡和运河)
  • 铁路 Natural Earth
  • 主要道路 Natural Earth
冲击在投入产出经济中的传导。示意性教学模型:它依据控件设定的数值运行,而非实测数据。方法:Input-output analysis (Leontief (1936); Miller and Blair (2009), Input-Output Analysis, Cambridge University Press);Inoperability input-output model (Haimes and Jiang (2001), Journal of Infrastructure Systems 7);Dynamic inoperability and recovery (Lian and Haimes (2006), Systems Engineering 9)。
08来源

证据来自何处。

具名公共数据集与机构记录,各自注明许可类别。依协议获得的来源仅按其条款使用,绝不再次发布。

来源它提供什么许可类别
UNCTADstat maritime transport statistics港口停靠、船队和海运贸易数据公开,UNCTAD 条款(待核实)
IMF PortWatchPort activity and trade disruption estimates from satellite vessel tracking公开,IMF 条款(待核实)
National customs and trade statisticsTrade values and volumes by port of entry公共记录,许可依各政府而定
OpenStreetMap港口、码头、铁路和公路接入点的位置开放,ODbL
ICAO and national civil aviation statisticsAirport traffic and capacityTerms per publisher
09孪生与级联模拟器

Model transport and logistics nodes as a system. Run the cascade.

Assembled from the Nexus Standards area profile 关键基础设施与关键实体: the hazards it names, the 系统 and sectors that carry the loss, the controls that dampen it and the data that observe it. Choose the components, pick an initiating hazard and step through the cascade. The Map view places the run on an example geography with open data. Every coupling weight is a stated assumption you can change. A teaching model, not a forecast, an assessment or a certification. To model a place of your own choosing, open the full System Builder.

灾害

  • 溃坝
  • 河流洪水 (在下游引发)
  • 山洪 (在下游引发)
  • 大规模流离失所(在下游引发)
  • 大范围停电(在下游引发)
  • 供水短缺(在下游引发)

控制措施

  • NS-0 章程与原则
  • NS-3 风险记录 UNI(语法、旧编码对照、分配机构)
  • NS-9 情境 UNI(部署、实例、计划实例)
  • NS-10 政策和条款(机器可读的义务:定义、约束、评估和执行)
  • NS-11 验证与监测(证据、证明、零信任符合性观测)
  • NRS-H61 危害族:级联失效(NHS-1 sys.cascade)
  • NRS-H94 危害族:系统性网络事件(NHS-1 cyber.systemic-cyber)
  • NRS-H107 危害族:数字基础设施集中与单一化(NHS-1 tech.digital-concentration)
  • NRS-K31 领域包概况:国家网络韧性(DOMAIN-031)
  • NRS-K36 领域包概况:关键基础设施(DOMAIN-036)
  • NRS-K48 领域包概况:金融系统韧性(DOMAIN-048)

观测

  • OpenStreetMap planet and replication (listed for reference)
  • Global Power Plant Database (listed for reference)
  • NASA Black Marble night-time lights (VNP46) (listed for reference)
  • Global Human Settlement Layer (listed for reference)
  • 灾害造成的关键基础设施损坏
  • Number of disruptions to basic services attributed to disasters
  • Proportion of the rural population who live within 2 km of an all-season road

示例地理范围

  • Europe: 113 hexagonal cells
  • 今夜夜间灯光与停电(VIIRS 昼夜波段),NASA GIBS
  • 穿透云层的地表水,30 m(OPERA DSWx-S1 雷达),NASA GIBS
  • 过去半小时降雨率(IMERG),NASA GIBS
  • 地表土壤湿度(SMAP),NASA GIBS
10决定

由谁决定,以及证据服务于什么。

关键基础设施 负责准备证据。以下决定由所指定的当局依其自身规则作出,绝不由平台作出。

谁来决定问题本页面服务的证据
港口和机场管理机构哪些韧性投资最能保护吞吐量危害风险暴露;关闭历史
交通和贸易部门How dependent national trade is on single nodes, and where to build alternatives关键性分析;分流能力
物流运营方How to plan routes and stocks around node disruptionsRecovery profiles; waiting time data

该主题产生的产出

  • 按贸易份额和可用替代方案划分的节点关键性分析
  • 港口和机场的危害风险暴露审查
  • Backlog and recovery profiles from past closures
  • 国家物流分流能力研究
11方法与证据

How transport and logistics nodes is modelled, measured and tested.

模型、其假设、数据和不确定性,以科学家或工程师会核查的形式呈现。结构遵循已发表的方法。所取数值仅为示意,不是研究发现。

系统模型

交通与物流节点中各系统之间的耦合:影响的正负号、一个增强回路和一个平衡回路,以及压力会突然跃升之处的交叉联系。

++−+关键基础设施城市社区经济R 增强B 平衡
根据页面系统绘制的因果回路图;符号表示影响方向。为系统动力学或网络模型提供的示意结构,并非估算的耦合关系。
FAIR 指导原则 · GO FAIR 和 FORCE11W3C PROV · 万维网联盟关于一致处理不确定性的指南 · IPCCCEOS 分析就绪数据 · 地球观测卫星委员会
12核心问题

专家提出的问题。

  • 哪些节点没有切实可行的替代方案,哪些流量依赖这些节点?
  • 港口、桥梁或铁路线的关闭如何在供应链中传导?
  • 燃料、粮食和医疗物资如何依赖特定的物流路线?
  • How do just-in-time inventories change the speed at which shortages appear?
  • 受损节点能多快修复,或流量能多快改道?
13机制

驱动因素与失效路径。

Transport networks are shaped by geography and economies of scale, so flows concentrate on a limited number of nodes. Large ports, mountain passes, river crossings and maritime straits carry volumes that alternatives cannot absorb quickly. Logistics practice has favoured lean inventories, which reduce costs but also reduce the buffer between a closure and a 短缺.

其他生命线依赖这些节点。发电站需要燃料运输,水处理需要化学品,医院需要药品,抢修队伍需要道路才能抵达受损资产。运输节点反过来又依赖电力、通信和数字 系统 来实现信号控制、货物装卸和通关。地震、洪水、风暴、高温和工业事故可能使节点在物理上关闭,而劳资纠纷、网络事件和拥堵则可能使其在运营上关闭。

Mobility networks for people are covered in transport and mobility, and supply chain concentration is studied with Trade and Strategic Resources.

14方法与局限

研究方式。

  1. 01

    Network criticality analysis

    来自 网络科学与传染 以及城市与交通工程的方法,按依赖各节点的流量对节点进行排序。

  2. 02

    供应链测绘

    商品流数据追踪哪些货物经过哪些节点,以及哪里存在替代方案。

  3. 03

    中断模拟

    来自 优化与运筹学 的优化和模拟方法用于测试改道能力和恢复时间。

  4. 04

    局限

    货运数据分散且具有商业敏感性。模型对物理运力的刻画优于对合同和行为的刻画,改道往往取决于众多私营主体的决定。

15方法

如何研究,以及方法无法说明的内容。

16本页参考文献的出处

本页参考文献的去向。

阅读本页时所对照的机构和文件。状态和版本会变化;每个链接都指向发布机构。

17问题

问题与解答。

What makes a port critical?
该地占一国或一地区贸易的很大份额,能够分流其运输量的替代方案有限,且粮食、燃料和药品等基本物资依赖于它。
Why do disruptions last longer than closures?
因为封闭期间船舶、集装箱和卡车不断积压,积压的货物必须清理,而整个网络的班期已被打乱。
如何追踪港口活动?
通过港口当局的统计数据,以及越来越多地通过基于自动识别系统信号的船舶位置卫星跟踪。
港口关闭后,为何短缺出现得如此之快?
Lean inventories leave little buffer, so delays at a node can reach shelves and facilities within days.
Does the platform rank specific ports or bridges?
不是。它开发关键性分析方法。对具体资产的评估仍由其运营方和主管部门负责。
How is this topic different from transport and mobility?
This topic concerns freight and supply nodes; transport and mobility concerns networks that move people and give access to services.
由谁审查该主题的覆盖范围?
已发布的分析旨在由具备相关工程专业知识的指定主题审阅人审阅,引用其参考文献,并纳入包括运营方在内的独立声音。专家意见不一致时,会如实报告分歧,而不是通过省略来消除分歧。
报告贡献

从本页贡献证据。

报告 是联合体的季度出版物。您对该主题的了解可以在下一期中成为证据、案例或更正,署您的名,并在属于您本人作品的情况下以 CC BY 4.0 发布。

GCRI关键基础设施战略系统情景与压力测试
关键基础设施

带来一种方法、一个数据集或一个问题。

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