این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
دانش پیشگیری و مدیریت بحران، جلد ۱۵، شماره ۱، صفحات ۳-۳

عنوان فارسی ارزیابی و اولویت‌بندی گره‌های حیاتی در شبکه‌های زیرساخت شهری باهدف افزایش تاب‌آوری در برابر بحران
چکیده فارسی مقاله
زمینه و هدف: زیرساخت‌های حیاتی همچون آب، برق و فاضلاب، به‌عنوان شریان‌های حیاتی جوامع مدرن، به‌شدت به هم وابسته‌اند. اختلال دریکی از این زیرساخت‌ها می‌تواند به‌صورت آبشاری بر سایر زیرساخت‌ها تأثیر گذاشته و کل سیستم را مختل می‌کند. ما در این پژوهش باهدف افزایش تاب‌آوری این شبکه‌های پیچیده در برابر بحران، به مدل‌سازی وابستگی‌های متقابل بین آن‌ها و اولویت‌بندی گره‌های حیاتی می‌پردازیم.
روش: ما بر اساس داده‌های به دست آمده از یک مطالعه موردی در تحقیقات گذشته و با در نظر گرفتن ماهیت شبکه‌ای این زیرساخت‌ها با استفاده از روش‌های دیمتل [1]و روش ارزیابی ریشه[2]، نقاط حیاتی‌تر این شبکه‌ها را در جهت تقویت آنها شناسایی می‌کنیم. در این شبکه، 21 گره، گزینه‌های ما هستند و پنج معیار اصلی ظرفیت گره، گره تأمین، گره انتقال، ارتباط با سایر شبکه‌ها مثل ارتباطات و هزینه تعمیر و سه زیرمعیار از نوع زیرساخت برق، آب و فاضلاب موجود است که i شماره معیار اصلی است که زیرمعیارها به آن تعلق دارند. جهت استفاده از روش ارزیابی ریشه‌ها به‌منظور اولویت‌بندی گره‌ها، وزن معیارها را با استفاده از روش دیمتل به دست می‌آوریم. سپس با استفاده از روش ارزیابی ریشه به اولویت‌بندی گره‌های حیاتی در جهت تقویت شبکه‌های زیرساختی وابسته به یکدیگر در فاز قبل از بحران می‌پردازیم.
یافته‌ها: نتایج استفاده از روش دیمتل در تعیین وزن نسبی هر معیار نشان می‌دهد که معیار ظرفیت گره بیشترین اهمیت را در تصمیم‌گیری دارد و درنتیجه، افزایش ظرفیت گره‌ها، تأثیر بسزایی در بهبود عملکرد سیستم خواهد داشت. همچنین، زیرمعیار برق در اغلب موارد، بیشترین وزن محلی را در بین زیرمعیارهای هر معیار اصلی دارد که اهمیت زیرساخت برق را در این مسئله تأیید می‌کند. با استفاده از این نتایج، می‌توان اولویت‌بندی پروژه‌های توسعه شبکه را انجام داده و منابع را به‌صورت بهینه تخصیص داد. رتبه‌بندی گره‌های حیاتی نشان می‌دهد که گره‌های حیاتی شناسایی‌شده در رتبه‌بندی، معمولاً گره‌هایی هستند که در چندین زیرساخت نقش کلیدی دارند یا وابستگی‌های زیادی به سایر گره‌ها دارند. این نشان می‌دهد که تقویت این گره‌ها می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی به بهبود عملکرد کل شبکه کمک کند. علاوه بر این، وابستگی‌های پیچیده بین زیرساخت‌های مختلف نشان می‌دهد که اختلال در یک زیرساخت می‌تواند تأثیر گسترده‌ای بر عملکرد زیرساخت‌های دیگر داشته باشد. بنابراین، رویکردی جامع برای تقویت زیرساخت‌ها ضروری است که در آن تمام وابستگی‌ها و تعاملات بین زیرساخت‌ها در نظر گرفته شود. پارامترهایی مانند ظرفیت، زمان تعمیر و هزینه تقویت نیز نقش مهمی در تعیین اهمیت گره‌ها دارند. گره‌هایی با ظرفیت بالا و زمان تعمیر کوتاه، اهمیت کمتری دارند، زیرا اختلال در آن‌ها به‌سرعت قابل جبران است.
نتیجه‌گیری: یافته‌ها نشان می‌دهد که معیار ظرفیت گره، به‌عنوان تأثیرگذارترین عامل، نقش کلیدی در مدیریت و بهبود شبکه‌های زیرساختی داشت. نتایج حاصل از استفاده از روش ارزیابی ریشه نشان داد که گره‌هایی با ظرفیت بالا و تأثیر زیاد بر شبکه، ازجمله گره‌های شماره 5، 6، 13، و 15 به‌عنوان نقاط بحرانی شناخته شدند که نیازمند توجه و تقویت بیشتری هستند. این گره‌ها در صورت بروز خرابی، می‌توانند تأثیرات گسترده‌ای بر کل شبکه داشته باشند و بنابراین، اولویت‌بندی دقیق آن‌ها برای تخصیص منابع و اجرای برنامه‌های بهبوددهنده ضروری است. تقویت گره‌های شناسایی‌شده و بهینه‌سازی زیرساخت‌ها می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی تاب‌آوری و پایداری شبکه‌های زیرساختی بحرانی را افزایش دهد. چراکه شناخت و تحلیل وابستگی‌های متقابل بین گره‌های شبکه‌های زیرساختی آب، فاضلاب و برق برای بهبود پایداری و تاب‌آوری این شبکه‌ها ضروری است. با شناسایی گره‌های بحرانی و تقویت آن‌ها، می‌توان از وقوع اختلالات گسترده جلوگیری کرد و عملکرد پایدار شبکه را تضمین نمود. نتایج حاصل از این مطالعه به تصمیم‌گیرندگان کمک می‌کند تا با تخصیص بهینه منابع، تاب‌آوری زیرساخت‌های حیاتی را افزایش داده و جامعه را در برابر بحران‌ها مقاوم‌تر کنند. درنتیجه، برای افزایش تاب‌آوری شبکه زیرساخت، پیشنهاد می‌شود که منابع محدود برای تقویت زیرساخت‌ها بر روی گره‌های حیاتی شناسایی‌شده متمرکز شود. این گره‌ها معمولاً گره‌های انتقال یا تأسیسات اصلی هستند که اختلال در آن‌ها می‌تواند تأثیر گسترده‌ای بر کل شبکه داشته باشد. همچنین، باید به وابستگی‌های بین زیرساخت‌ها توجه ویژه شود و اقدامات لازم برای کاهش این وابستگی‌ها انجام شود.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله زیرساخت‌های شهری وابسته به یکدیگر، مدیریت بحران، تقویت شبکه، تاب‌آوری، اولویت‌بندی، گره‌های حیاتی

عنوان انگلیسی Evaluation and Prioritization of Critical Nodes in Urban Infrastructure Networks With the Aim of Increasing Resilience Against Crisis
چکیده انگلیسی مقاله
Background and purpose: vital infrastructures such as water, electricity and sewage, as the vital arteries of modern societies, are highly interdependent. Disruption in one of these infrastructures can affect other infrastructures in a cascade manner and disrupt the entire system. In this research, with the aim of increasing the resilience of these complex networks against crisis, we are modeling the interdependencies between them and prioritizing critical nodes.
Method: Based on the urban network of Sioux Falls in South Dakota, taking into account the network nature of these infrastructures, we identify the most critical points of these networks in order to strengthen them, using Dimtel methods and the root evaluation method. In this network, 21 nodes are our options and there are five main criteria of node capacity, supply node, transmission node, connection with other networks such as communication and repair cost, and three sub-criteria of electricity, water and sewage infrastructure, which is the main criterion number. is to which the subcriteria belong. In order to use the root evaluation method in order to prioritize the nodes, we obtain the weights of the criteria using the Dimtel method. Then, using the root evaluation method, we prioritize critical nodes in order to strengthen interdependent infrastructure networks in the pre-crisis phase.
Findings: The results of using the Dimtel method to determine the relative weight of each criterion show that the node capacity criterion is the most important in decision-making, and as a result, increasing the capacity of nodes will have a significant effect on improving the system performance. Also, in most cases, the electricity sub-criterion has the highest local weight among the sub-criteria of each main criterion, which confirms the importance of electricity infrastructure in this issue. Using these results, it is possible to prioritize network development projects and allocate resources optimally. The ranking of critical nodes shows that the critical nodes identified in the ranking are usually nodes that play a key role in several infrastructures or have many dependencies with other nodes. This shows that strengthening these nodes can significantly improve the performance of the entire network. In addition, the complex interdependencies between different infrastructures show that a disruption in one infrastructure can have a far-reaching effect on the performance of other infrastructures. Therefore, a comprehensive approach to infrastructure strengthening is necessary, in which all interdependencies and interactions between infrastructures are considered. Parameters such as capacity, repair time and reinforcement cost also play an important role in determining the importance of nodes. Nodes with high capacity and short repair time are less important because their disruption can be compensated quickly.
Conclusion: The findings show that the node capacity criterion, as the most influential factor, played a key role in the management and improvement of infrastructure networks. The results of using the root evaluation method showed that nodes with high capacity and great impact on the network, including nodes number 5, 6, 13, and 15, were identified as critical points that require more attention and strengthening. If these nodes fail, they can have extensive effects on the entire network, and therefore, their careful prioritization is necessary to allocate resources and implement remedial programs. Reinforcement of identified nodes and infrastructure optimization can significantly increase the resilience and stability of critical infrastructure networks. Because knowing and analyzing the interdependencies between the nodes of water, sewage and electricity infrastructure networks is necessary to improve the stability and resilience of these networks. By identifying the critical nodes and strengthening them, it is possible to prevent widespread disruptions and ensure the stable operation of the network. The results of this study will help decision makers to increase the resilience of critical infrastructure and make society more resistant to crises by optimally allocating resources. As a result, to increase the resilience of the infrastructure network, it is suggested that the limited resources to strengthen the infrastructure be focused on the identified critical nodes. These nodes are usually transmission nodes or major facilities where a disruption can have a widespread impact on the entire network. Also, special attention should be paid to the dependencies between infrastructures and necessary measures should be taken to reduce these dependencies.

کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله Interdependent urban infrastructures, crisis management, network strengthening, resilience, prioritization, critical nodes

نویسندگان مقاله آذر احرامباف شوشتر | Azar Ehrambaf shooshtar
Faculty of Engineering, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran.
گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران.

پروانه سموئی | Parvaneh Samouei
Faculty of Engineering, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran.
گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران.

معصومه مسی بیدگلی | Masumeh Messi Bidgoli
Faculty of Engineering, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran.
گروه مهندسی صنایع دانشکده فنی و مهندسی گلپایگان، دانشگاه صنعتی اصفهان.


نشانی اینترنتی http://dpmk.ir/browse.php?a_code=A-10-225-5&slc_lang=fa&sid=1
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده تخصصی
نوع مقاله منتشر شده پژوهشی
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات