ارزیابی و اولویت‌بندی گره‌های حیاتی در شبکه‌های زیرساخت شهری باهدف افزایش تاب‌آوری در برابر بحران

زمینه و هدف پیشینه و هدف زیرساخت‌های حیاتی، شامل آب، برق و فاضلاب، وابستگی زیادی به یکدیگر دارند. اختلال در یکی از این سیستم‌ها می‌تواند تاثیر آبشاری بر سایر سیستم‌ها داشته باشد و کل سیستم را مختل کند. در این تحقیق، برای افزایش تاب‌آوری این زیرساخت‌ها در برابر بلایا، هدف ما مدل‌سازی وابستگی‌های متقابل بین آن‌ و اولویت‌بندی گره‌های حیاتی بود.روش براساس داده‌های شبکه شهری سیوکس فالز در داکوتای جنوبی که در یک مطالعه قبلی گزارش شده است و با در نظر گرفتن زیرساخت‌های حیاتی آن، از روش dematel و روش ارزیابی ریشه (ram) برای شناسایی نقاط بحرانی این شبکه‌ها جهت تقویت آن‌ها استفاده شد. شبکه موردمطالعه 21 گره داشت و 5 معیار اصلی ظرفیت گره، گره تامین، گره انتقال، ارتباط با سایر شبکه‌ها (مانند ارتباطات) و هزینه تعمیر و 3 زیرمعیار سیستم‌های برق، آب و فاضلاب وجود داشت. برای اولویت‌بندی گره‌ها، ابتدا وزن هر معیار با استفاده از روش dematel به دست آورده شدند. سپس، با استفاده از ram، گره‌های حیاتی را که نیاز به تقویت زیرساخت‌های حیاتی وابسته به هم در مرحله قبل از فاجعه داشتند، اولویت‌بندی شدند.یافته ها با استفاده از روش dematel، نتایج نشان داد که معیار ظرفیت گره، مهم‌ترین معیار در تصمیم‌گیری است. همچنین در بیشتر موارد، زیرمعیار برق بیشترین وزن محلی را داشت. با استفاده از ram، گره‌های بحرانی شناسایی‌شده، گره‌های شماره 5، 6، 13 و 15 بودند. این گره‌ها معمولاً گره‌های انتقال یا تاسیسات اصلی هستند. پارامترهایی مانند ظرفیت، زمان تعمیر و هزینه تقویت، نقش مهمی در تعیین اهمیت گره‌ها دارند.نتیجه گیری ظرفیت گره، به‌عنوان تاثیرگذارترین عامل، نقش کلیدی در مدیریت و بهبود زیرساخت‌های حیاتی شهری دارد. نقاط بحرانی شناسایی‌شده به توجه بیشتری نیاز دارند. تقویت این گره‌ها می‌تواند تاب‌آوری و عملکرد زیرساخت‌های حیاتی شهری را به میزان قابل‌توجهی افزایش دهد. همچنین، باید به وابستگی‌های متقابل بین زیرساخت‌های حیاتی توجه ویژه‌ای شود و اقدامات لازم برای کاهش وابستگی متقابل انجام شود.

evaluation and prioritization of nodes in urban critical infrastructures for increasing resilience against disasters using the dematel approach

background and objective critical infrastructures, including water, electricity, and wastewater, are highly interdependent. disruption in one of these systems can have a cascade effect on other systems and disrupt the entire system. in this research, to increase the resilience of these infrastructures against disasters, we aimed to model the interdependencies between them and prioritize critical nodes.method based on the data for the urban network of sioux falls in south dakota reported in a previous study, and taking into account its critical infrastructures, we used the dematel method and root assessment method (ram) to identify the critical points of these networks for strengthening them. the study network had 21 nodes and there were 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 wastewater systems. to prioritize the nodes, we first obtained the weights of each criterion using the dematel method. then, using the ram, we prioritized critical nodes that needed to be strengthened interdependent critical infrastructures in the pre-disaster phase.results using the dematel method, the results showed that the node capacity criterion was the most important criterion in decision-making. also, in most cases, the electricity sub-criterion had the highest local weight. using the ram, the identified critical nodes were the nodes number 5, 6, 13, and 15. these nodes are usually transmission nodes or major facilities. parameters such as capacity, repair time, and reinforcement cost play an important role in determining the importance of nodes.conclusion the node capacity, as the most influential factor, plays a key role in managing and improving urban critical infrastructures. the identified critical points require more attention. reinforcement of these nodes can significantly increase the resilience and performance of urban critical infrastructures. also, special attention should be paid to the interdependencies between critical infrastructures and necessary measures should be taken to reduce the interdependency.