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韧性的数学框架:动力学、策略、冲击与可接受路径

最优化与控制 2018-01-17 v2

摘要

韧性是自然危害管理中被反复提及的概念——城市对地震、洪水、火灾等的韧性。简而言之,如果存在一种策略能在冲击后将系统状态驱回“正常”(可接受状态),则称系统是韧性的。我们能为这一易变的概念披上何种形式化的血肉?我们提议将韧性概念框定在不确定性下的控制理论数学外衣中。我们的设定涵盖离散或连续时间、确定性或受不确定性影响的动力系统。我们的韧性定义扩展了其他定义,无论是“Holling式”还是植根于生存理论。实际上,我们要求在冲击后,系统返回到可接受的“状态”,即状态-控制路径整体必须返回到一组可接受路径(而不仅仅是状态值必须属于状态集的可接受子集)。更一般地,由于状态和控制路径依赖于不确定性,我们要求它们的尾部过程必须位于随机过程的可接受域内。最后我们指出如何借助所谓的风险测度来描绘此类域。

关键词

引用

@article{arxiv.1709.01389,
  title  = {A Mathematical Framework for Resilience: Dynamics, Strategies, Shocks and Acceptable Paths},
  author = {Michel De Lara},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1709.01389},
  year   = {2018}
}