18374

۱۸۳۷۴

ارائه مدل مكان يابي سه سطحي در مساله ميانه ممانعتي با درنظر گرفتن مستحكم سازي تسهيلات در برابر اختلالات

كارشناسي ارشد

بهينه سازي سيستم ها

آبان ماه ۱۳۹۶

دكتر سيد محمد سيدحسيني

دكتر علي بزرگي اميري

صنايع

امروزه با بروز تنش ها در منطقه و افزايش تهديدات فرا منطقه اي مساله حفاظت از دارايي ها و زير ساخت هاي حياتي از دغدغه هاي مهم دولت ها تلقي مي شود. تشخيص اجزا حياتي و آسيب پذير يك سيستم و برنامه ريزي براي مستحكم سازي و افزايش امنيت و حفاظت از آن ها، به منظور افزايش بقا و كارايي سيستم مورد نظر، نه تنها در برابر حملات عمدي و تروريستي بلكه در برابر رخدادهاي طبيعي بسيار حائز اهميت است. در سيستم هاي تامين خدمات اضطراري مانند بيمارستان ها، مراكز پليس و آتش نشاني اثر فقدان يك يا چند تسهيل در يك سيستم خدمت رسان تاثير به سزايي بر روي عملكرد كل سيستم براي خدمت رساني دارد. در اين پژوهش يك مدل سه سطحي به منظور طراحي يك سيستم تامين با درنظر گرفتن مهاجم براي تحميل بدترين خسارات به سيستم از طريق حمله و نابودسازي تسهيلات ارائه شده است. در سطح اول با مساله طراحي سيستم تامين در قالب احداث چندين بيمارستان و مراكز درماني، مستحكم سازي آن ها در برابر حملات مهاجم، تخصيص نقاط تقاضا به نزديك ترين تسهيلات احداث شده و مكان يابي به منظور احداث تسهيلات امن جديد در صورت حمله به تسهيلات روبه رو هستيم. سطح دوم نيز مربوط به مهاجم مي باشد كه قصد دارد بدترين حملات و تهديدات را به مدافع تحميل كند. سپس در سطح سوم مدافع براي مقابله و پاسخ به حملات مهاجم به منظور افزايش كارايي سيستم بعد از وقوع حملات وارد عمل شده و اقدامات اصلاحي بهينه را با هدف حداقل كردن اثر بدترين حملات اتخاذ مي نمايد. براي حل مدل ارائه شده ابتدا مدل سه سطحي به چندين مساله اصلي و فرعي تجزيه شده و سپس از طريق يك الگوريتم دو لايه اي تكرار شونده حل مي گردد، ساز و كار اصلي اين الگوريتم بر اساس روش توليد ستون و محدوديت بنا شده است. نتايج حاصل از حل مدل بيانگر اهميت تاثير استراتژي مهاجم، تعداد منابع در دسترس براي حمله و همچنين تعداد منابع دفاعي موجود بروي هزينه ها و عملكرد مدافع براي مقابله با بدترين حملات است. واژه‌هاي كليدي: مكان يابي، مستحكم سازي، ممانعت، برنامه ريزي سه سطحي، روش توليد ستون و محدوديت

1396/10/29

1/19/2018 12:00:00 AM

Nowadays the government’s interest in protection of critical infrastructure has been increased because of appearing terrorism locally and regionally. Identifying critical and vulnerable components of a supply system, then planning for fortifying them and increasing their security against intentional attacks or natural disasters is substantially important for efficient service provision. Critical infrastructure comprises of several physical assets that, when lost, result in significant disruption of the system and degrading its function. A type of mathematical models called interdiction models with fortification are used to identify vulnerable facilities and then fortify and protect them in order to thwart worst-case interdiction patterns. In this study we present a tri-level interdiction median problem with fortification in order to design a supply system and immunize it against attacks and minimize the worst-case losses by hardening and protecting the most vulnerable facilities. Compared with single sourcing models in this proposed model we expand it as multi sourcing and capacitated one, which allows the customer to be supplied by more than one supplier with considering allowed capacity. In the development tri-level formulation, the defender in the first level, as the leader encounter facility location problem, fortifying a certain number of facilities, assignment of demand nodes to the closest opened facilities, opening new immune and safe facilities in order to minimize total costs and maximum damages imposed by attacker. In the second level, the attacker determines the set of facilities that destroying them imposes maximum losses and costs to the defender. Finally, in the lower level, the defender minimizes the damages caused by the disruptive agent in the upper level by means of reduce worst-case losses. We apply a decomposition algorithm via two-layer cutting plane strategy referred to as column-and-constraint generation method to solve mixed-integer nonlinear tri-level programming problem with binary variables in all three levels. The results prove that the attacker strategy and also the attack and defense resources have substantially significant effects on imposed costs and defender response. Keywords: facility location, fortification, interdiction, tri-level programming, column-and-constraint generation method