Méthodologie et modèle d'analyse de la vulnérabilité et du risque des systèmes critiques interdépendants (regular paper)

Le travail présenté dans ce papier a pour objectif l'analyse des réseaux interdépendants, en vue de modéliser la vulnérabilité et le risque. Les concepts de Système et de composant critique sont définis. Une approche de modélisation des réseaux est présentée. Cette modélisation compatible avec la théorie des graphes, est basée sur l'analyse des interdépendances et des influences du milieu extérieur. Une démarche pour quantifier la vulnérabilité et le risque est également présentée. Celle-ci se décline en plusieurs étapes intégrant une analyse qualitative et quantitative. La méthodologie proposée inclue l'identification des systèmes à analyser, du contexte ainsi que l'évaluation des évènements redoutés

Infrastructure network vulnerability

The work presented in this paper aims to propose a methodology of analyzing infrastructure network vulnerability in the field of prevention or reduction of the natural disaster consequences. After a state of the art on vulnerability models in the academic literature, the various vulnerability factors are classified and discussed. Eventually, a general model of vulnerability analysis including societal parameters is presented

Decision aid problems criteria for infrastructure networks vulnerability analysis (regular paper)

Natural disasters through infrastructure networks might aggravate or mitigate consequences to stakes. The objective of this paper is to characterize this kind of situation in order to provide a solid foundation for the decision aid. This characterization includes a description of the typology, actions and potential actions identification, determining preference systems, as well as a set of specific problems to each phase

Decision support for infrastructure network vulnerability assessment in natural disaster crisis situations

This thesis deals with infrastructure network vulnerability analysis in the natural disaster context. It starts from the observation that infrastructure such as water supply or power grid has significant influence on natural disasters’ indirect consequences. The aim is to model the vulnerability to take efficient actions. The scientific approach is divided into two complementary parts. The first one deals with the vulnerability assessment, while the second one focuses on the decision aiding process to be implemented for the assessed vulnerability reducing. The proper vulnerability analysis is based on the analysis objects modelling. In order to achieve this, we will adopt a graph theory representation. A literature review will allow us to identify the graph structure which best suits the context of the thesis. In a multi network analysis environment, interdependences, i.e. relationships between components of the same network or different networks - are a determining factor for any vulnerability model. We have thus proposed an approach to model interdependence compatible with the graph theory. There are two types of relationships: the one first is functional (dependence), while the second one is dysfunctional (influence). The vulnerability is assessed by a simulation-based approach. It is composed of one part relating to the system ability to resist the feared event; and the other part relative to its ability to be back on its nominal state after the disaster. When the vulnerability is determined, the next step will be to take the necessary decisions to manage it. This part on the decision aiding is itself divided into two sub parts: first of all the process to be used for the crisis management is established. Then a methodology for decision aiding is proposed and results on a Decision Support System development. In the age of the internet and social networks, it is possible to deploy the application on the internet

Aide à la décision pour l’analyse de la vulnérabilité des réseaux d’infrastructure face à une crise de catastrophe naturelle

Cette thèse traite de la Vulnérabilité des réseaux face aux catastrophes naturelles. Elle part du constat que les infrastructures telles que les réseaux d’eau, d’électricité influencent considérablement les conséquences indirectes des catastrophes naturelles. Elle vise donc à modéliser la vulnérabilité dans de telles situations pour une prise de décision efficace. La démarche scientifique est divisée en deux parties complémentaires. La première traite de la vulnérabilité des dits systèmes, tandis que la seconde se concentre sur le processus d’aide à la décision à mettre en œuvre en vue de réduire la vulnérabilité. L’analyse proprement dite de la vulnérabilité repose sur la modélisation des objets de l’analyse. Pour ce faire nous adopterons une représentation par la théorie des graphes. La revue de la littérature à ce niveau nous a permis d’identifier les structures de graphe les mieux adaptées au contexte de la thèse. Dans un environnement d’analyse multi réseau, les interdépendances, c’est-à-dire les liens entre les composants d’un même réseau ou de réseaux différents-sont un facteur déterminant pour tout modèle de vulnérabilité. Nous avons ainsi proposé un modèle compatible avec la théorie des graphes. Sont distingués deux types d’interdépendances. La première est fonctionnelle (dépendance), et la seconde est dysfonctionnelle (influence). La vulnérabilité quant à elle, est déterminée par une approche basée sur la simulation. Elle est composée d’une première partie relative à l’aptitude du système à résister à l’évènement redouté ; et d’une seconde partie relative à son aptitude à se recouvrer des conditions opérationnelles après la catastrophe. Le calcul de la vulnérabilité est un point d’entrée pour assister l’analyste dans sa prise de décision. La deuxième partie aborde ce thème. Elle est elle-même divisée en deux sous parties : La première traite du processus à mettre en œuvre pour la gestion de la crise ; la deuxième du Système Interactif d’Aide à la Décision réalisé. Une méthodologie d’aide à la décision et supportée par un outil informatique. À l’ère de l’internet et des réseaux sociaux, il est envisageable de déployer l’application sur internet. ABSTRACT : This thesis deals with infrastructure network vulnerability analysis in the natural disaster context. It starts from the observation that infrastructure such as water supply or power grid has significant influence on natural disasters’ indirect consequences. The aim is to model the vulnerability to take efficient actions. The scientific approach is divided into two complementary parts. The first one deals with the vulnerability assessment, while the second one focuses on the decision aiding process to be implemented for the assessed vulnerability reducing. The proper vulnerability analysis is based on the analysis objects modelling. In order to achieve this, we will adopt a graph theory representation. A literature review will allow us to identify the graph structure which best suits the context of the thesis. In a multi network analysis environment, interdependences, i.e. relationships between components of the same network or different networks - are a determining factor for any vulnerability model. We have thus proposed an approach to model interdependence compatible with the graph theory. There are two types of relationships: the one first is functional (dependence), while the second one is dysfunctional (influence). The vulnerability is assessed by a simulation-based approach. It is composed of one part relating to the system ability to resist the feared event; and the other part relative to its ability to be back on its nominal state after the disaster. When the vulnerability is determined, the next step will be to take the necessary decisions to manage it. This part on the decision aiding is itself divided into two sub parts: first of all the process to be used for the crisis management is established. Then a methodology for decision aiding is proposed and results on a Decision Support System development. In the age of the internet and social networks, it is possible to deploy the application on the internet

Decision Support System for Infrastructure Networks Vulnerability to Natural Disaster

This poster presents the mean contribution of the project VESTA (Vulnérabilité des rESeaux face aux caTastrophes nAturelles

Decision support system for infrastructure network disruption management

This paper deals with the development of a Decision Support System (DSS). The DSS (VESTA) aims to analyse the vulnerability of interdependent critical infrastructures in the context of natural disaster. The issues in this particular decision context are identified. Characteristics to be respected and the software architecture are presented. Various modules components of the system are described. The methodology presents different granularity of the implementation and the use of the DSS

Technological networks robustness and resilience assessment

Infrastructure network failure such as power grid, gas and telecommunication systems might perturb societies well functioning. A failure in the natural disaster context could lead to a crisis situation. This paper deals with robustness and resilience assessment of such systems under natural disaster. Through a case study, a methodology is presented. The way of including environmental relevant parameters is presented. Our method includes territory specifics, flow circulation, influence of mitigation and aggravation factors, feared event evaluation. We provide a vulnerability assessment methodology and formula. The approach is based on views from infrastructure initial and final states. Inherent vulnerability assessment constraints are also presented. We found that vulnerability is multi-views. It depends on the system robustness and resilience. Hence any analysis might begin by parameters identification. Parameters static and dynamic attributes are identified. Vulnerability analysis is not the end in itself. The analysis might lead to decisions to enhance weak points. This paper provides the foundation to go towards a decision aiding process

Vulnérabilité des réseaux face aux catastrophes naturelles

Dans ce papier, nous présentons l'état d'avancement du projet VESTA (Vulnérabilité des réseaux face aux catastrophes naturelles). Après la définition des concepts clés, nous faisons un état de l'art de la modélisation des réseaux et de l'analyse de la vulnérabilité. Nous identifions ainsi les limites de l'un et les carences de l'autre. Par la suite, nous présentons notre proposition de modèle en deux axes. La modélisation des réseaux en tenant compte des interdépendances d'une part et celle de la vulnérabilité d'autre part

Decision aid problems criteria for infrastructure networks vulnerability analysis. Context of natural disasters.

Natural disasters through infrastructure networks might aggravate or mitigate consequences to stakes. The objective of this paper is to characterize this kind of situation in order to provide a solid foundation for the decision aid. Characterization consists in determining decision aid criteria. It includes typology description, actions and potential actions identification, determining preference systems, as well as a set of specific problems to each phase. Through decisions aggregation, some recommendations are given