19854

۱۹۸۵۴

بهينه سازي تصميمات سرمايه گذاري پويا جهت محافظت از سيستم هاي حمل و نقل در مسئله مداخلات جزئي

كارشناسي ارشد

سيستم هاي اقتصادي اجتماعي

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۰۴/۳۱

دكتر سعيد ميرزامحمدي

دكتر هادي صاحبي

صنايع

چكيده: امروز سطح رفاه اجتماعي مردم به شدت وابسته به عملكرد زير ساخت هاي بهم پيوسته مانند مانند سيستم هاي حمل و نقل ، اطلاعات، ارتباطات ، سيستم هاي توزيع برق وغيره مي باشد . طراحي و محافظت از چنين ساختارهاي زيربنايي به دليل ابعاد بسيار گسترده و وابستگي آنها كاري بسيار پيچيده است. بنابراين حتي يك اختلال اتفاقي در آن ها نيز ميتواند عملكرد يك يا چند زير ساختار را تحت تاثير قرار دهد و انها را از حالت عملكرد نرمال خارج كند . بنابراين حملات هوشمندانه و تروريستي و همچنين فجايع طبيعي مانند زلزله و سيل و غيره ميتواند عواقب بسيار وخيم تري را در اين سيستم ها ايجاد كند كه ميتواند به صورت زيان هاي اقتصادي شديد و يا زيان هاي جاني نمايان شود . در اين بين سيستم حمل و نقل ريلي يكي از مهترين زيرساخت ها براي هر كشور ميباشد كه در صورت وجود اختلال در آن ميتواند موجب بي نظمي شود و به واسطه آن بسياري ديگر از زيرساخت هاي اجتماعي نيز تحت تاثير قرار گيرند . لذا در اين تحقيق با يك شبكه حمل و نقل ريلي مواجه هستيم كه شامل ايستگاهها و مسيرهاي متعددي ميباشد و ما به عنوان مدافع سيستم بنا داريم بهينه ترين تصميم را در مورد نحوه تخصيص سرمايه جهت محافظت از سيستم در برابر حملات تروريستي و عامدانه انجام دهيم به گونه اي كه پس از حمله بيشترين تقاضاي ممكن توسط شبكه برآورده شود . در اين تحقيق با ارائه مدلي دو سطحي به بررسي نحوه تخصيص بهينه سرمايه جهت محافظت از يك سيستم حمل و نقل ريلي ميپردازيم . ما يك مسئله سرمايه گذاري پويا كه در آن منابع در طول افق برنامه ريزي در دسترس هستند را در نظر گرفتيم. با توجه به اينكه در اينگونه مسائل به طور ذاتي با عدم قطعيت در دنياي واقعي روبرو هستيم لذا مدل با در نظر گرفتن عدم قطعيت نوشته شده است . در ادامه مدل با استفاده از يك روش فرابتكاري حل شده است و براي مقايسه از يك الگوريتم حل دقيق استفاده شده است و در انتها نتايج مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته اند. واژه هاي كليدي : بهينه سازي، اختلال، محافظت، زير ساخت هاي حياتي، تخصيص منابع، الگوريتم فرا ابتكاري ، عدم قطعيت، مسئله سرمايه گذاري پويا

1397/08/14

Optimizing dynamic investment decisions for transportation systems protection in partial interdiction problem

7/22/2019 12:00:00 AM

Abstract Nowadays the social wellbeing of people highly relies on the well functioning of critical interconnected infrastructures such as transportation, information, telecommunication, and electric power systems. Planning and protecting infrastructure systems is a complex task, especially because of their dimension and interdependence. Even small random disruptions can severely affect the normal functioning of one or more infrastructure. Intelligent attacks or large natural catastrophes can have even more dramatic consequences in terms of both economic and life losses. The railway transportation is One of the most important infrastructure for each country where if a interdiction occur in it can cause irregularities and affect many other social infrastructures. So, in this research, we are faced with a railway network that includes several stations and routes, and we, as the system's defender, have to make the most optimal decision on how to allocate capital to protect the system against terrorist attacks and deliberate attacks while the most demands are met after attacks. The problem is formulated as a bilevel model and uncertainty Is considered in the model. We consider a dynamic investment problem where protection resources become available over a planning horizon. The model is solved with a meta-heuristic approach and compare with an exact method. Keywords: optimization, interdiction, protection, infrastructure, resource allocation, meta-heuristic approach, uncertainty, dynamic investment problem