Simulation of heterogeneous and interdependent critical infrastructures

In this paper, a simulation tool specifically designed for the analysis of heterogeneous and (inter)dependent infrastructures is proposed. The simulator, named Critical Infrastructure Simulation by Interdependent Agents (CISIA), adopts a modular and sufficiently abstract representation of the different infrastructures' components to allow consistent descriptions, starting from the incomplete and generic data acquirable from stakeholders. An important part of the modelling effort was reserved for the representation of the dependencies and interdependencies, these being the cause of the complex behaviours we are interested in. Each component interacts with the others via a multitude of mechanisms that codify different concepts of proximity. The simulator has been used to analyse, in a simplified scenario, crisis evolution in the urban area of Rome, in the presence of a failure in the electric power system.

Questo lavoro illustra il simulatore CISIA progettato per l’analisi di scenari composti da diverse ed eterogenee infrastrutture interdipendenti. La rappresentazione adottata consente di conciliare la necessità di fornire risultati realistici con la scarsità delle informazioni accessibili. In particolare lo schema di principio utilizzato prevede che ciascuna infrastruttura sia modellata mediante macro-componenti descritti attraverso relazioni input-output. Questi macro-componenti interagiscono fra di loro sulla base di una serie di grafici di incidenza, ognuno dei quali codifica uno specifico concetto di prossimità e, di conseguenza, identifica i “vicini” relativamente allo specifico fenomeno considerato. L’utilizzo, infine, dei numeri fuzzy per la rappresentazione delle diverse quantità consente sia di semplificare la fase di acquisizione delle informazione sia la gestione delle incertezze associate alle diverse quantità.