30570

تحليل آسيب پذيري شبكه حمل و نقل ريلي درون شهري در برابر عمليات هاي خرابكارانه

كارشناسي ارشد

مهندسي ايمني در راه آهن

1400

1402/11/28

دكتر رضا محمدحسني

راه آهن

امنيت و آسيب پذيري زيرساخت هاي حمل و نقل براي تضمين عملكرد مطلوب يك سيستم حمل و نقل شهري از اهميت بالايي برخوردار است. شبكه هاي حمل و نقل عمومي و به ويژه حمل و نقل ريلي همواره مورد توجه گروه هاي تروريستي با هدف وارد آوردن آسيب شديد به انسان ها و زيرساخت ها بوده است. در سال هاي اخير، نگراني فزاينده اي در مورد آسيب پذيري شبكه هاي حمل و نقل ريلي درون شهري در برابر عمليات خرابكاري وجود داشته است كه مي تواند منجر به مختل شدن خدمات، به خطر افتادن ايمني مسافران و همچنين خسارات اقتصادي قابل توجهي شود. هدف از اين پژوهش، انجام تجزيه و تحليل آسيب پذيري شبكه حمل- ونقل ريلي درون شهري و ارائه رويكردي براي شناسايي كمان هاي بحراني در شبكه حمل و نقل ريلي در جابه جايي افراد و مسافران با هدف كاهش آسيب پذيري امنيتي است. در اين پژوهش با ارائه يك چارچوب مطالعاتي، نخست يك مدل بهينه سازي چند هدفه ارائه مي شود كه در آن مهاجم به دنبال حداكثر كردن متوسط كل زمان سفر و مدافع در پي حداقل كردن آن است. سپس مدل پيشنهادي توسط نرمافزار گمز و حلگر بارون براي يك شبكه كوچك حل مي شود و براي عوامل مؤثر تحليل حساسيت انجام مي شود. براي حل مدل بهينه سازي در مقياس هاي واقعي به دليل ماهيت غيرخطي و محدوديت هاي نرم افزارهاي بهينه سازي تجاري، امكان يافتن جواب بهينه وجود ندارد. از اين رو، تركيبي از روش آزادسازي لاگرانژ و الگوريتم فرانك-ولف براي حل دقيق مدل پيشنهادي ارائه مي گردد و آناليز حساسيت مدل نسبت به پارامترهاي مؤثر براي يك شبكه معروف با استفاده از الگوريتم پيشنهادي صورت مي گيرد.

1402/12/16

Vulnerability Analysis of Intra-city Rail Transport Network against Vandalism Operations

1/1/1900 12:00:00 AM

The security and vulnerability of transportation infrastructure is of great importance to ensure the optimal performance of an urban transportation system. Public transportation networks, especially rail transportation, have always been the focus of terrorist groups with the aim of inflicting severe damage on people and infrastructure. In recent years, there has been increasing concern about the vulnerability of intra-city rail transport networks to vandalism, which can lead to service disruptions, compromising passenger safety as well as significant economic losses. The purpose of this research is to analyze the vulnerability of the intra-city rail transport network and provide an approach to identify critical arcs in the rail transport network in the movement of people and passengers with the aim of reducing security vulnerability. In this research, by presenting a study framework, first, a multi-objective optimization model is presented, in which the attacker seeks to maximize the average total travel time and the defender seeks to minimize it. Then, the proposed model is solved by GAMs software and Baron solver for a small network and sensitivity analysis is performed for the effective factors. To solve the optimization model in real scales, due to the non-linear nature and limitations of commercial optimization software, it is not possible to find the optimal solution. Therefore, a combination of the Lagrangian relaxation method and the Frank-Wolfe algorithm is presented to solve the proposed model accurately, and the sensitivity analysis of the model to the effective parameters for a well-known network is done using the proposed algorithm.

شبكه ريلي , حملات تروريستي , مدل هاي بهينه سازي , زيرساخت هاي حياتي , الگوريتم فرانك-ولف , روش آزادسازي لاگرانژ

Railway network , Terrorist attacks , Optimization models , Critical infrastructures , Frank-Wolfe algorithm , Lagrangian relaxation method

susan kouroshniya

dr. reza mohammad hasany