Felakete dayalı belirsizlikler altındaki birbirine bağımlı altyapı ağlarının yönetimi

During a disaster, multiple infrastructures such as power, water, or telecommunications networks may face disruptions in their services. Services of these infrastructures are vital in the aftermath of a disaster to facilitate search-and-rescue activities, relief transportation, and restoration efforts. Furthermore, the operations of these infrastructures may depend on receiving services from others, resulting in an interdependent network structure. In the aftermath of a disaster, damages on the network segments are observed and repair activities are scheduled accordingly. Repair activities need to be planned efficiently and in limited amount of time, taking into account the interdependencies between these networks. Reinforcement of network components prior to a disaster helps mitigate the amount of damage on the infrastructures and may play an important role in reducing the need for repairs in the aftermath of the disaster. On the other hand, reinforcement activities are costly and need to take into account uncertainties related to the effects of a potential disaster on the network. To integrate the pre-disaster reinforcement and post-disaster repair activities, the Stochastic Interdependent Infrastructure Reinforcement and Repair (SIIRR) problem is defined in this study. A scenario-based two-stage stochastic program is proposed to model the SIIRR problem, and a heuristic making use of the genetic algorithm and partial optimization is devised. The heuristic is then tested on realistic instances to observe its performance and make managerial inferences.Afetler, elektrik, su ve telekomünikasyon gibi altyapı aglarının hizmetlerini kesintiye ˘ ugratabilir. Afet sonrası bu altyapı hizmetleri, arama-kurtarma, yardım malzemele- ˘ rinin ta¸sınması ve restorasyon gibi faaliyetlerin sürdürülebilmesi için hayati önem ta¸sımaktadır. Öte yandan, her bir altyapı agının hizmet verebilmesi için ba¸ska altya- ˘ pılardan hizmet alması gerekebilir. Bu durum, birbirine bagımlı bir a ˘ g yapısına neden ˘ olur. Afet sonrası onarım faaliyetlerinin kısıtlı zamanda verimli bir ¸sekilde planlanabilmesi için, bu birbirine bagımlı yapının da göz önünde bulundurulması gerekir. ˘ Afet öncesi bazı ag parçalarının güçlendirilmesi, olası hasarı ve afet sonrası tamir ih- ˘ tiyacını önemli ölçüde azaltmaya yardımcı olur. Bununla birlikte ag güçlendirme hem ˘ yüksek maliyet, hem de afetin etkileriyle ilgili belirsizliklerin göz önünde bulundurulmasını gerektirir. Buradan yola çıkarak bu çalı¸smada afet öncesi ag güçlendirme, ˘ afet sonrasında ise hasar gören ag parçalarının onarımı ve a ˘ g hizmetlerinin akı¸sını ˘ bütünle¸sik olarak planlamak amacıyla Stokastik Birbirine Bagımlı A ˘ g Güçlendirme ˘ ve Onarım Problemi tanımlanmı¸stır. Problemin modellenmesinde senaryo temelli iki a¸samalı stokastik programlama yöntemi kullanılmı¸s, modelin çözümü içinse genetik algoritma ve kısmi optimizasyondan yararlanan bir sezgisel geli¸stirilmi¸stir. Sezgisel yöntemin performansını gözlemlemek ve yönetimsel çıkarımlar yapmak amacıyla gerçekçi ag örneklerinin kullanıldı ˘ gı sayısal deneylere ba¸svurulmu¸stur.M.S. - Master of ScienceTUBITA