通过简化增强型网络建模评估大型相互依存基础设施的韧性

• 用于韧性评估的综合网络化框架 • 将相互依存性的影响明确整合到整体工作流程中 • 定制化的网络简化策略增强了实际适用性 • 在多维指标下分析相互依存性的影响 随着极端灾害影响的日益加剧，城市关键基础设施系统（CISs）之间的相互依存性为系统韧性带来了额外的脆弱性。尽管基于网络的方法能够有效模拟内在的相互依存性，但大型系统的计算复杂性要求进行有效的结构简化。为了解决这一问题，本文提出了一种综合网络化框架，该框架将相互依存性建模明确整合到系统的韧性评估工作流程中。该框架的关键支撑在于针对不同基础设施类型量身定制的网络简化策略，包括用于减轻拓扑误差影响的两阶段重新聚类方法，以及针对道路网络的基于特征的骨架化策略。在使用真实燃气-电力-交通系统的验证案例研究中，与详细网络相比，这些策略分别将 CPU 时间减少了约 80% 和 18%，同时保持了韧性评估的高准确性。随后，将经过验证的框架应用于评估详细多灾害情景下的系统韧性。结果表明，相互依存性会降低单个子系统的韧性，使整体恢复主要受恢复最慢的子系统主导，并显著改变脆弱性的空间分布。这些发现凸显了进行明确相互依存性建模的必要性，所提出的方法为大型相互依存 CISs 的韧性评估提供了一种实用且一体化的解决方案。