Алгоритмы приоритизации при восстановлении поврежденных объектов критических инфраструктур
(Стр. 179-189)
Подробнее об авторах
Середа Леонид Анатольевич
научный сотрудник, лаборатория № 49
Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
г. Москва, Российская Федерация Гребенюк Георгий Григорьевич доктор технических наук, старший научный сотрудник; главный научный сотрудник, лаборатория № 49; Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук; г. Москва, Российская Федерация
Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
г. Москва, Российская Федерация Гребенюк Георгий Григорьевич доктор технических наук, старший научный сотрудник; главный научный сотрудник, лаборатория № 49; Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук; г. Москва, Российская Федерация
Нажимая на кнопку купить вы соглашаетесь с условиями договора оферты
Аннотация:
Работа посвящена разработке алгоритмов определения приоритетов ремонта объектов критических инженерных инфраструктур с целью оптимизации процесса восстановления снабжения ресурсом потребителей. Рассматриваются повреждения, вызванные внешними воздействиями различной природы, такими как преднамеренные воздействия и природные явления. В качестве критерия формирования последовательности ремонта поврежденных объектов рассматривается присоединенная мощность потребителей (в упрощенном виде – их количество), а также учитывается их важность. В предлагаемом подходе анализируется топология инженерных инфраструктур, учитываются как собственные последствия отказавших элементов, так и синергетические последствия отказа этих элементов в системе. Демонстрируется применение разработанных алгоритмов при формировании последовательности восстановления повреждений, вызванных преднамеренными и природными воздействиями. Работа алгоритмов иллюстрируется на примере электрической сети, представляющей собой модифицированную тестовую электрическую схему 14 шин IEEE.
Образец цитирования:
ОБРАЗЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ: Середа Л.А., Гребенюк Г.Г. Алгоритмы приоритизации при восстановлении поврежденных объектов критических инфраструктур // Computational Nanotechnology. 2025. Т. 12. № 5. С. 179-189. DOI: 10.33693/2313-223X-2025-12-5-179-189. EDN: FGRCOP
Список литературы:
Гребенюк Г.Г., Калянов Г.Н., Середа Л.А. Устойчивость функционирования ресурсоснабжающих предприятий // Информационные технологии и вычислительные системы. 2024. № 3. С. 73–82.
Гребенюк Г.Г., Лубков Н.В. Надежностный подход к анализу устойчивости инженерной инфраструктуры // Управление большими системами. 2022. № 99. С. 157–181.
Правила устройства электроустановок / под ред. Д.Е. Волнухиной. М.: Эксмо, 2023. 512 с.
Almoghathawi Y., Barker K., Ramirez-Marquez J. Resilience-based measures for importance ranking of interdependent infrastructure networks components across uncertain disruption scenarios // Proceedings of the 12th International Conference on Structural Safety and Reliability. Vienna, 2017.
Fang Y., Sansavini G., Zio E. An optimization-based framework for the identification of vulnerabilities in electric power grids exposed to natural hazards // Risk Analysis. 2019. Vol. 39. No. 9. Pp. 1949–1969.
Gjorgiev B., Sansavini G. Identifying and assessing power system vulnerabilities to transmission asset outages via cascading failure analysis // Reliability Engineering & System Safety. 2022. Vol. 217. P. 108085.
Gongyu WU, Zhaojun S. LI. Cyber-Physical Power System (CPPS): A review on measures and optimization methods of system resilience // Front. Eng. 2021. Vol. 8. No.4. Pp. 503‒518.
Grebenuk G.G., Nikishov S.M. Blocking of energy and resource supply of target objects in network infrastructures // Automation and Remote Control. 2018. Vol. 79. No. 3. Pp. 535–544.
Grebenyuk G., Lubkov N., Sereda L. Search and selection of blocking cross-sections in the analysis of vulnerability and efficiency of engineering networks // Processings of the 3nd International Conference on Control Systems, Mathematical Modeling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA 2021, Lipetsk). IEEE. 2021. Pp. 335–339.
Haenni R. Generating diagnoses from conflict sets // Proceedings of the Eleventh International FLAIRS Conference. 1998.
Hosseini S., Barer K., Ramirez-Marquez J.E. A review of definitions and measures of system resilience reliability // Engineering & System Safety. 2016. Vol. 145. Pp. 47–61.
Jönsson H., Johansson J., Johansson H. Identifying critical components in technical infrastructure networks // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part O: Journal of Risk and Reliability. 2008. Vol. 222. No. 2. Pp. 235–243.
Khamfroush H., Iloo S.L., Rahnamay-Naeini M. Vulnerability of interdependent infrastructures under random attacks // ACM SIGMETRICS Perform. Eval. Rev. 2019. Vol. 46. No. 2. Pp. 67–71.
Kuprijanov B.V., Roschin A.A. Limiting the search in brute force method for subsets detection // Proceedings of the 14th International Conference Optimization and Applications (OPTIMA-2023). Petrovac, Montenegro: Springer. 2023. Pp. 329–343.
Kwon Y., Song J. Evaluation of relative importance of network components by system-reliability-based disaster resilience analysis // Proceedings of the 8th Intl. Symp. on Reliability Engineering and Risk Management (ISRERM). 2022. Pp. 522–529.
Ouyang M. Review on modeling and simulation of interdependent critical infrastructure systems // Reliability Engineering & System Safety. 2014. Vol. 121. Pp. 43–60.
Sathurshan M., Saja A., Thamboo J., Haragucht M., Navaratnam S. Resilience of critical infrastructure systems: A systematic literature review of measurement frameworks // Infrastructures. 2022. Vol. 7. No. 67. Pp. 1–26.
Wang F., Magoua J.J., Li N. Modeling cascading failure of interdependent critical infrastructure systems using HLA-based co-simulation // Automation in Construction. 2022. Vol. 133. P. 104008.
Wang W., Yang S., Hu F. et al. An approach for cascading effects within critical infrastructure systems // Physica A: Statistical Mechanics and its Applications. 2018. Vol. 510. Pp. 164–177.
Гребенюк Г.Г., Лубков Н.В. Надежностный подход к анализу устойчивости инженерной инфраструктуры // Управление большими системами. 2022. № 99. С. 157–181.
Правила устройства электроустановок / под ред. Д.Е. Волнухиной. М.: Эксмо, 2023. 512 с.
Almoghathawi Y., Barker K., Ramirez-Marquez J. Resilience-based measures for importance ranking of interdependent infrastructure networks components across uncertain disruption scenarios // Proceedings of the 12th International Conference on Structural Safety and Reliability. Vienna, 2017.
Fang Y., Sansavini G., Zio E. An optimization-based framework for the identification of vulnerabilities in electric power grids exposed to natural hazards // Risk Analysis. 2019. Vol. 39. No. 9. Pp. 1949–1969.
Gjorgiev B., Sansavini G. Identifying and assessing power system vulnerabilities to transmission asset outages via cascading failure analysis // Reliability Engineering & System Safety. 2022. Vol. 217. P. 108085.
Gongyu WU, Zhaojun S. LI. Cyber-Physical Power System (CPPS): A review on measures and optimization methods of system resilience // Front. Eng. 2021. Vol. 8. No.4. Pp. 503‒518.
Grebenuk G.G., Nikishov S.M. Blocking of energy and resource supply of target objects in network infrastructures // Automation and Remote Control. 2018. Vol. 79. No. 3. Pp. 535–544.
Grebenyuk G., Lubkov N., Sereda L. Search and selection of blocking cross-sections in the analysis of vulnerability and efficiency of engineering networks // Processings of the 3nd International Conference on Control Systems, Mathematical Modeling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA 2021, Lipetsk). IEEE. 2021. Pp. 335–339.
Haenni R. Generating diagnoses from conflict sets // Proceedings of the Eleventh International FLAIRS Conference. 1998.
Hosseini S., Barer K., Ramirez-Marquez J.E. A review of definitions and measures of system resilience reliability // Engineering & System Safety. 2016. Vol. 145. Pp. 47–61.
Jönsson H., Johansson J., Johansson H. Identifying critical components in technical infrastructure networks // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part O: Journal of Risk and Reliability. 2008. Vol. 222. No. 2. Pp. 235–243.
Khamfroush H., Iloo S.L., Rahnamay-Naeini M. Vulnerability of interdependent infrastructures under random attacks // ACM SIGMETRICS Perform. Eval. Rev. 2019. Vol. 46. No. 2. Pp. 67–71.
Kuprijanov B.V., Roschin A.A. Limiting the search in brute force method for subsets detection // Proceedings of the 14th International Conference Optimization and Applications (OPTIMA-2023). Petrovac, Montenegro: Springer. 2023. Pp. 329–343.
Kwon Y., Song J. Evaluation of relative importance of network components by system-reliability-based disaster resilience analysis // Proceedings of the 8th Intl. Symp. on Reliability Engineering and Risk Management (ISRERM). 2022. Pp. 522–529.
Ouyang M. Review on modeling and simulation of interdependent critical infrastructure systems // Reliability Engineering & System Safety. 2014. Vol. 121. Pp. 43–60.
Sathurshan M., Saja A., Thamboo J., Haragucht M., Navaratnam S. Resilience of critical infrastructure systems: A systematic literature review of measurement frameworks // Infrastructures. 2022. Vol. 7. No. 67. Pp. 1–26.
Wang F., Magoua J.J., Li N. Modeling cascading failure of interdependent critical infrastructure systems using HLA-based co-simulation // Automation in Construction. 2022. Vol. 133. P. 104008.
Wang W., Yang S., Hu F. et al. An approach for cascading effects within critical infrastructure systems // Physica A: Statistical Mechanics and its Applications. 2018. Vol. 510. Pp. 164–177.
Ключевые слова:
инженерная устойчивость, критическая инфраструктура, восстановление, приоритизация ремонтов, топологическая модель, синергетические последствия, негативные воздействия.
