相互依赖基础设施的多系统干预优化
系统与控制
2022-03-04 v1 系统与控制
适应与自组织系统
摘要
现代社会的福祉依赖于其基础设施网络的运行。本文提出 3C 概念，一种用于管理基础设施干预（如维护、翻新等）的综合性多系统、多利益相关方优化方法。该方法利用将干预活动分组（即优化）所带来的收益。干预优化通过减少系统中断次数，在直接干预成本（运营方）和间接不可用成本（社会）两方面均实现显著节约。所提出的优化方法被形式化为一个结构化数学模型，能够考虑多个基础设施网络之间的相互作用以及对多个利益相关方（如社会和基础设施运营方）的影响，并可容纳维护、拆除和升级等不同类型的干预。基础设施内部及跨基础设施的不同类型相互依赖关系使用所提出的交互矩阵（IM）建模。该 IM 能够整合通常独立规划的不同基础设施网络的干预。此外，引入的 3C 概念考虑了中心干预，即那些必须在预定时刻发生、既不允许延迟也不允许提前的干预。为证明所提方法的适用性，给出了一个多系统、多主体的干预规划示例。结果表明运营方和社会成本均大幅降低。此外，分析得到的最优干预方案无可预测模式，表明其是一种有用的管理决策支持工具。
引用
@article{arxiv.2203.01411,
title = {Multi-system intervention optimization for interdependent infrastructure},
author = {Omar Kammouh and Maria Nogal and Ruud Binnekamp and Rogier Wolfert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.01411},
year = {2022}
}