استراتژی محافظت از تسهیلات حیاتی در حضور حملات با سطوح شدت متفاوت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب

2 عضو هیات علمی- دانشکده مهندسی صنایع واحد تهران جنوب

3 دپارتمان مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب، تهران، ایران

چکیده

امروزه، زیر‎ساخت‎های حیاتی در سیستم‎های تامین، در معرض حملات عمدی هستند که این امر سبب شده است تا برای فراهم آوردن آمادگی لازم و واکنش مناسب در برابر حملات، مسئله مستحکم‎سازی زیر‎ساخت‎های حیاتی مطرح گردد. در این مقاله، نوع خاصی از مسئله مستحکم‎سازی زیر‎ساخت‎های حیاتی مورد بحث قرار گرفته است که در آن، قبل از آنکه زیر‎ساخت‎های حیاتی احداث گردند، در مورد مستحکم‎سازی آن‎ها برنامه ریزی می‌‎شود. مسئله به صورت یک برنامه‌ریزی دو سطحی فرموله شده است که در سطح بالا، (مدافع) با در نظر گرفتن این‌که کدام تسهیلات احداث شوند، هر تسهیل، در شرایط پیش از حمله، به کدام مشتری خدمت‎رسانی کند و برای شرایط بعد از حمله، برای هر تسهیل چه تعداد مدافع تخصیص داده شود، به دنبال کمینه‌سازی مجموع هزینه‌ها می‎باشد.این درحالی است که در سطح پایین، (حمله کننده) با در نظر گرفتن این‌که به کدام تسهیلات و با چه سطح شدتی حمله شود، به‌ دنبال تحمیل حداکثر هزینه به سیستم است. برای حل مسئله، روش فراابتکاری مبتنی بر الگوریتم تبرید شبیه‌سازی شده پیشنهاد شده است و با حل یک مثال و مقایسه نتایج آن با نتایج حل دقیق، کارآیی روش سنجیده شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The strategy of Protection of vital facilities in the presence of attacks with varying severity levels

نویسندگان [English]

  • peiman ghasemi 1
  • Kaveh Khalili 2
  • Farshid Abdi 3
1 Azad Islamic university South Tehran Branch
2 Department of Industrial Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 Department of Industrial Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Today, vital infrastructure of security systems, are at risk of deliberate attacks and to provide the necessary preparations and an appropriate response to the attacks, strengthening the vital infrastructure is considered. In this paper, a special type of strengthening the vital infrastructure is discussed that in which before they are constructed, there would be planning about strengthening them. The case is formulated as a two-level planning that in high level, the defender is looking for minimizing the total cost, considering which facilities are built, and each facility, in terms of pre-attack, services which costumer and in terms of post-attack, how many defenders assigned to each facility. While at a low level, (the attacker) is looking for imposing the maximum cost to the system considering which facility and at what level of severity, is attacked. To resolve the case, a meta-heuristic ways based on simulated annealing method suggested and by solving an example and compare its results with the results of the exact solution, the effectiveness of the method has been tested.

کلیدواژه‌ها [English]

  • R-interdiction median problem
  • Two level planning
  • Probable strengthening
  • Simulated Annealing algorithm
-         اکبری، مریم، جعفرآبادی، محمود جانلو، مهدی، جامیری، عاطفه، ارائه یک مدل سه سطحی مکان یابی تسهیلات در مسأله R- میانه ممانعتی، هشتمین کنفرانس بین المللی انجمن ایرانی تحقیق در عملیات، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، 1394

-         پرواسی، سیدپارسا، بشیرزاده، رضا، خوش الحان، فرید، ارائهیکمدلپوششیمستحکمسازیبهمنظورمحافظتازتسهیلاتدر معرضاختلالدرمسئلةr میانهممانعتیبارویکردبازیاستکلبرگ، نشریه تخصصی مهندسی صنایع، دوره51، شماره 1، 1396، 45-58

-         جبل عاملی، محمد سعید، شهانقی، کامران، حسنوی، رضا، نصیری، محمدرضا، ارائه مدل ترکیبی مکانیابی تسهیلات حساس، نشریه بین المللی مهندسی صنایع و مدیریت تولید، دوره 20، شماره4، 1388، 65-76

-         کمالی، سیده فرزانه، ویسی، گلاره، ارائه ی روشی نوین مبتنی بر تئوری بازی های غیرهمکارانه برای حل مسئله ی تخصیص محافظ، کنفرانس بین المللی پژوهش‌های نوین در علوم مهندسی،1395

-         محمودجانلو، مهدی، خادمی، علیرضا، ارائه یک مدل ریاضی دوسطحی جدید جهت مکانیابی ومستحکم سازی تسهیلات خدمات رسان درمساله R-میانه ممانعتی، اولین همایش ملی پژوهش های مهندسی صنایع، 1393

-        یقینی، مسعود، اخوان کاظم زاده, محمد رحیم، الگوریتمهای بهینهسازی فراابتکاری، انتشارات جهاد دانشگاهی، دانشگاه صنعتی امیر کبیر، تهران، 1395

-       Aksen, D, leng, S., & Aras, N, (2014),” A bilevel partial interdiction problem with capacitated facilities and demand outsourcing”, Computers & Operations Research, Vol41, p. 346-358.

-       Aksen, D, Piyade, N., & Aras, N, (2010), “The budget constrained r-interdiction median problem with capacity expansion,” Springer-Verlag, p. 269-291.

-       Albareda, M ,Yolanda, H., Justo, P, (2015), “The reliable p-median problem with at-facility service”, European Journal of Operational Research, Vol 245 , p. 656–666.

-       Hegeman, J, Peidro, D, Alemany, M., & Manuel, M, (2014),” A Decentralized Production and Distribution Planning Model in an Uncertain Environment”, Supply Chain Management Under Fuzziness, Studies in Fuzziness and Soft Computing, Vol 313, 318-330.

-       Jairo, R. Montoya, T, Diego, A., & Ortiz,V, (2014),” Collaboration and information sharing in dyadic supply chains: A literature review over the period 2000–2012” , Estudios Gerenciales, Vol  30, p. 343–354.

-       Khalili, K., & Ghasemi, P, (2016), ” Uncertain Centralized/Decentralized Production-Distribution Planning Problem in Multi-Product Supply Chains: Fuzzy Mathematical Optimization Approaches”,Industrial Engineering & Management Systems , Vol.15 p.156-172

-       Konak ,A,  Sadan, K , Lawrence V., & Snyder, F, (2015),” A Game-Theoretic Genetic Algorithm for the reliable server assignment  problem under attacks”, Computers & Industrial Engineering, Vol 85 ,p. 73–85

-      Liberatore, F, Scaparra, M, Daskin, P., & Mark S, (2011), "Analysis of facility protection strategies against an uncertain number of attacks: The stochastic R- interdiction median problem with fortification," Computers & Operations Research 38, p. 357–366.

-       Losada, C, Scaparra, M, Paola, C., & Richard L., (2010) "On a bi-level formulation to protect uncapacitated p-median systems with facility recovery time and frequent disruptions," Electronic Notes in Discrete Mathematics 36, p. 591–598.

-       Losada, C, Scaparra, M, Paola, C, Richard L., & Mark S., (2012), “The stochastic interdiction median problem with disruption intensity levels,” Springer Science+Business Media,  p. 345-365.

-       Scaparra, S, Maria P., Church, D., & Richard L., (2008),  “A bilevel mixed-integer program for critical infrastructure protection planning,” Computers&Operations Research 35, p. 1905 – 1923.

-       Zhu, Y, Zheng, Z., Zhang, X., & Cai K., (2013), “The r-interdiction median problem with probabilistic protection and its solution algorithm,” Computers&OperationsResearch 40,p.451-462.