Classification and mathematical modeling of infrastructure interdependencies
Classification and mathematical modeling of infrastructure interdependencies
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基础设施相互依赖性的分类和数学建模
DOI：
10.1080/23789689.2020.1753401
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发表时间：
2020
影响因子：
5.9
通讯作者：
Gardoni, Paolo
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sharma, Neetesh;Nocera, Fabrizio;Gardoni, Paolo
关键基础设施及其向社区提供的货物、服务和资源决定着现代社会的福祉和经济繁荣。关键基础设施共同运作，以支持商品和服务的生产和分配。因此，关键基础设施的风险和弹性建模需要捕捉它们的依赖关系和相互依赖关系，同时还要捕捉它们的恶化和恢复过程。然而，文献中提供的基础设施相互依赖性的分类受到诸如非正交性和重复等常见问题的影响，这阻碍了解释各种类型的相互依赖性所需的数学模型的定义和制定。本文提出了一种新的分类基础设施的相互依赖性，并提出了一个通用的数学公式来解释不同类别的基础设施的相互依赖性。本文通过对电力基础设施的灾后恢复进行建模，同时考虑对交通基础设施的依赖，说明了所提出的公式。
Critical infrastructure and their provision of goods, services and resources to communities determine the well-being and economic prosperity of modern society. Critical infrastructure jointly operate to support the production and distribution of goods and services. As a result, modeling of risk and resilience of critical infrastructure requires capturing their dependencies and interdependencies, while also capturing their deterioration and recovery processes. However, classifications of infrastructure interdependencies available in the literature suffer from common issues such as non-orthogonality and duplication, which impede the definition and formulation of the mathematical models needed to account for the various types of interdependencies. This paper presents a novel classification of infrastructure interdependencies and proposes a general mathematical formulation to account for the different classes of infrastructure interdependencies. The paper illustrates the proposed formulation by modeling the post-disaster recovery of power infrastructure, while accounting for the dependence on the transportation infrastructure.
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