تحلیل خسارت شریان‌های حیاتی با در نظر گرفتن اثرات وابستگی در اثر حملات هدفمند

Abstract

شریان‌های حیاتی یا همان زیرساخت‌ها جزء بنیان‌های اصلی و چارچوب‌های پایه‌ای هر جامعه به شمار می‌آیند که در برگیرنده‌ی تمامی تأسیسات، خدمات و تسهیلات مورد نیاز آن جامعه‌اند. در زندگی مدرن، با افزایش وابستگی سریع به این امکانات، این نیاز روزافزون شده است. شریان‌ها همواره دارای جذابیت خوبی برای حمله هستند؛ اولاً، طبق نظریه‌ی 5 حلقه‌ی واردن، شریان‌ها مراکز ثقل یک کشور هستند که در صورت انهدام هر یک پیکره و کالبد کشور مورد تهاجم فلج می‌گردد و قادر به ادامه‌ی فعالیت و حیات نخواهد ‌بود. دوماً، بر اساس طرح جنگ بی‌قاعده، از بین رفتن خدمت‌رسانی شریان‌ها منجر به کاهش رفاه اجتماعی و در انتها موجب سلب مشروعیت دولت مرکزی می‌شود. علاوه بر این، شناخت هر چه بیشتر شریان‌‌ها مسئله‌ی بسیار مهم‌تر وابستگی شبکه‌ها و تأثیرات متقابل آن‌ها در سوانح و حوادث را برجسته می‌نماید که مطالعه‌ی آن در حملات هدفمند موضوع این پژوهش است. برای تحلیل آسیب‌پذیری شریان‌های حیاتی، پس از معرفی هر یک از شریان‌های آب و برق در یک منطقه‌ی شهری، مدلی متشکل از دو مدل تئوری گراف و لئونتیف مورد استفاده قرار گرفته است. در این فرایند ابتدا دو شبکه‌ی مورد مطالعه به طور مجزا مدل شده است، سپس با استفاده از تئوری لئونتیف، برای سناریوهای مختلف، میزان شاخص سرویس‌دهی با در نظر گرفتن اثرهای وابستگی محاسبه گردیده و سناریوها بر اساس میزان آسیب وارد شده به شبکه اولویت‌بندی شده‌اند. همچنین می‌توان سناریوهای کاهش آسیب را نیز در این روش در نظر گرفت و میزان تأثیر هر کدام بر شاخص سرویس‌دهی را نیز محاسبه کرد. در نتیجه در محدوده‌ی مورد مطالعه، با در نظر گرفتن 240 سناریو، مطالعات برای بدترین و بهترین سناریو انجام شده و میزان تأثیر هر کدام و نیز میزان تأثیر کاهش وابستگی سنجیده می‌شود و نهایتاً در نظرگیری اثر وابستگی در تعیین احتمال خرابی اجزای شبکه‌ی آب و برق، در برخی موارد دارای تأثیر کم و در برخی موارد زیاد است، اما در تمامی موارد تأثیر کاهشی در احتمال عملکرد و تأثیر افزایشی در احتمال خرابی اعضا دارند. با توجه به نتایج تحلیل، در بین سناریوهای تک شبکه‌ای، پس از آسیب‌پذیری 100% در برابر حملات هدفمند، کمترین شاخص سرویس‌دهی به سناریوی 1 (سناریوی انفجار در تصفیه‌خانه‌ی A) با شاخص سرویس‌دهی 7/35% و در بین سناریوهای ترکیبی، به سناریوی 10 (سناریوی انفجار همزمان در هر دو تصفیه‌خانه‌ی A و B و پست برق (الف)) با شاخص سرویس‌دهی 3/11% اختصاص دارد.