Optimisation and operations research choose the best use of limited budgets, crews and capacity. In this field they prioritise investments in resilience, schedule restoration and plan network expansion under uncertainty.
What optimisation and operations research does here.
Optimisation and operations research develop mathematical methods for allocating resources and making decisions under constraints. They support planning and logistics in complex, interconnectedالنظم. Inالبنية التحتية الحيويةand cities and built environment, optimisation supports prepositioning of supplies, network investment and recovery sequencing. Robust formulations help choose options that perform acceptably across many scenarios. The canonical description is onSTEM Commons.
Resilience investment portfolios
Combinations of hardening, redundancy and backup projects are selected to reduce expected service loss across scenarios within a budget.
Restoration scheduling
Repair crews and sequences are optimised to restore critical services fastest given dependencies and access.
Network design under uncertainty
Stochastic and robust optimisation choose network expansions that perform acceptably across many demand and hazard scenarios, not only the expected one.
03الجغرافيا
التعرّض في البنية التحتية في أوروبا الغربية.
الأضواء الليلية وكثافة السكان ومياه الفيضانات فوق أوروبا الغربية، من NASA GIBS. وتحمل كل طبقة تاريخها الخاص.
تتطلب الخريطة التفاعلية JavaScript؛ وترد قائمة الطبقات ومصادرها أدناه.
صورة ساتلية. شبكة ساتلية أو نموذجية كما ينشرها المزوّد. وتترك السحب وفجوات المسح وأخطاء الاسترجاع فجوات وضوضاء؛ والقيم مؤشرات وليست قياسات في مكان بعينه.
يمكن الوصول إليه عبر
gibs.earthdata.nasa.gov، فقط بعد أن تسمح بالخريطة المباشرة
عن هذه الطبقة
الأدلة
منمذج (أحدث سنة تنشرها GIBS)
المصدر
الغطاء الأرضي MODIS Terra وAqua (MCD12Q1) (NASA LP DAAC)
We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified).بيانات NASA المفتوحة
We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified).بيانات NASA المفتوحة
أضواء الليل VIIRS Black Marble، مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لـ NASA؛ توزعها منظومة NASA لأرشفة وتوزيع بيانات المستوى 1 والغلاف الجوي (LAADS DAAC)؛ الصور عبر NASA GIBS. أُعيد رسم الألوان من خريطة الألوان المنشورة؛ ومُتوسطت القيم في خلايا سداسية حيث تُعرض (معدّلة). بيانات NASA المفتوحة
Center for International Earth Science Information Network (CIESIN)، Columbia University. 2018. Gridded Population of the World, Version 4 (GPWv4): Population Density, Revision 11. NASA Socioeconomic Data and Applications Center (SEDAC). مرخّص بموجب CC BY 4.0. أُعيد رسم الألوان من خريطة الألوان المنشورة؛ وحُسب متوسط القيم في خلايا سداسية حيثما عُرضت (معدّل). doi:10.7927/H49C6VHW. CC BY 4.0
منتجات VIIRS شبه الآنية (الفيضانات، ودرجة حرارة سطح الأرض، والغطاء الثلجي، والانعكاسية المصححة)، NASA LANCE؛ والصور عبر NASA GIBS. أُعيد رسم الألوان من خريطة الألوان المنشورة؛ وحُسب متوسط القيم في خلايا سداسية حيثما عُرضت (معدّل). بيانات NASA المفتوحة
منتجات MODIS البرية (مؤشرات الغطاء النباتي، والإنتاج الأولي الإجمالي، والغطاء الأرضي)، NASA LP DAAC وLANCE؛ والصور عبر NASA GIBS. أُعيد رسم الألوان من خريطة الألوان المنشورة؛ وحُسب متوسط القيم في خلايا سداسية حيثما عُرضت (معدّل). بيانات NASA المفتوحة
ASTER GDEM منتج من METI وNASA (ASTER Global Digital Elevation Model V003، NASA LP DAAC)؛ والصور عبر NASA GIBS. أُعيد رسم الألوان من خريطة الألوان المنشورة؛ وحُسب متوسط القيم في خلايا سداسية حيثما عُرضت (معدّل). يُستشهد به هكذا: NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems and U.S./Japan ASTER Science Team (2019). ASTER Global Digital Elevation Model V003. doi:10.5067/ASTER/ASTGTM.003. بيانات NASA المفتوحة
أُنجز باستخدام Natural Earth. بيانات خرائط متجهية ونقطية مجانية على naturalearthdata.com. ملك عام
Blue Marble، NASA Earth Observatory؛ والصور عبر NASA GIBS. أُعيد رسم الألوان من خريطة الألوان المنشورة؛ وحُسب متوسط القيم في خلايا سداسية حيثما عُرضت (معدّل). بيانات NASA المفتوحة
أحداث آنية: متتبّع الأحداث الطبيعية في NASA Earth Observatory (EONET)؛ الأحداث استرشادية وتحتفظ بروابط مصادرها الأصلية.
مباشر: NASA EONET. الأحداث إرشادية وليست تحذيرات رسمية.
آني: هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. الأحداث استرشادية، وليست إنذارات رسمية.
Observed (EO): NASA JPL OPERA DIST-ALERT (contains modified Copernicus Sentinel data 2026). We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
NASA GIBS: We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
توقعات تصريف الأنهار، 30 يومًا مع النطاق (GloFAS عبر Open-Meteo): يتضمن معلومات معدّلة من خدمة Copernicus لإدارة الطوارئ 2026؛ وليس إنذارًا بالفيضان.
بيانات الطقس من Open-Meteo.com (https://open-meteo.com/), بترخيص CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
تطبع الطبقات الاختيارية (المصادر في قائمة الطبقات: 12، حية وتنبؤية ومرصودة وسياقية) اسم مزوّدها على الخريطة وهنا عند تفعيلها؛ والتنبؤات مخرجات نماذج، والمؤشرات المشتقة تقديرات.
الطبقات والتواريخ
الأضواء الليلية، يومية: VIIRS Black Marble (VNP46A2)، NASA LAADS DAAC · 12 أكتوبر 2026
الكثافة السكانية، 2020: السكان: CIESIN، جامعة كولومبيا، Gridded Population of the World v4.11 (2018)، NASA SEDAC، CC BY 4.0 · ثابت
مياه الفيضان، مركّب 3 أيام: VIIRS Global Flood Product، NASA LANCE · 14 أكتوبر 2026
الألوان الحقيقية: الانعكاسية المصححة من VIIRS NOAA-20، NASA LANCE · 13 أكتوبر 2026
نوع الغطاء الأرضي (IGBP)، سنويًا: MODIS Terra and Aqua land cover (MCD12Q1)، NASA LP DAAC · 2024
مؤشر الغطاء النباتي المحسّن، متوسط متحرك لمدة 8 أيام: MODIS Terra EVI، NASA LANCE · 13 أكتوبر 2026
04البيانات
ما يستهلكه المنهج.
Datasets and records used by optimisation and operations research on this platform, with the role each plays and the label its values carry. Sources are listed inسجل المصادر.
البيانات
الدور
الوسم
Project costs
الخيارات
مُقدَّر
Hazard and failure scenarios
عدم اليقين
مُنمذَج
Network models
Constraints
الإحصاءات المنشورة
Crew and spares inventories
الموارد
مُعلَن
05الرصد
Optimisation run.
الشاشة التي قد يستخدمها فريق لمتابعة هذا المنهج: مقاييسه وحالاته وقراراته. والأسماء أمثلة والقيم توضيحية.
Optimisation run
Critical infrastructure · Optimisation for infrastructure · Run R-3239
Feasible, gap closingGCRI · البنية التحتية الحيوية
التقارب
بطاقة المنهج
المنهج
الأمثلة وبحوث العمليات
Variables
36,366
Optimality gap
0.9 pct
الوسم
مُنمذَج
Binding constraints
القدرة
0
21
Binding
Budget
0
2.8
Binding
مستوى الخدمة
1
0
Slack
Optimisation run: the screen’s structure, terms and states for Critical infrastructure.أسماء مثالية وقيم توضيحية؛ تصميم وليس سجلًا ولا نظامًا حيًا.
06التحقق
كيف تُفحص النتائج.
Solutions are checked for feasibility, tested through simulation and compared with historical decisions.تحليل الحساسيةexamines how results change with parameters.
التحقق
كيف يُنفَّذ
Scenario coverage
Solutions are tested on scenarios not used for optimisation
Constraint validation
Constraints are confirmed with operators
Solution stability
Small changes in inputs are tested for large changes in the chosen portfolio
Optimal solutions can be fragile when assumptions are wrong. Objectives may omit values that are hard to quantify.
07المحاكي
تتابع عبر شبكات مترابطة.
A بصمة الخطر تُخرج الأصول المتجاورة من الخدمة في كل طبقة؛ ثم يؤدي التفكك والاعتماد المتبادل بين الطبقات وزيادة الحمل على ما تبقى إلى انتشار الإخفاق. ويفصل العرض بتقنية 3D الطبقات بحسب العمق. نموذج تعليمي بقيم توضيحية معلنة، وليس تنبؤا. وتعرض الخريطة في هذه الصفحة أوروبا الغربية؛ أما النموذج نفسه فلا يرتبط بمكان.
الضوابط
الأصول حسب الطبقة
18
بصمة الخطر
8% من المساحة
أصول تعتمد على طبقة أخرى
60%
القدرة الاحتياطية (هامش التحمل)
30%
القراءات
الأصول المتأثرة بالخطر
11%
الأصول التي ما زالت تعمل
44%
تضخّم الضرر الأولي
5.0 times
خطوات الاستقرار
6
الأرقام والأساليب والمصادر
خطوة
النقل العامل (%)
الطاقة العاملة (%)
الاتصالات العاملة (%)
0
100
83
83
1
94
83
83
2
78
83
83
3
56
83
78
4
39
78
67
5
39
56
61
6
39
33
61
الأساليب
الشبكات المترابطة Buldyrev وآخرون (2010)، Catastrophic cascade of failures in interdependent networks، Nature 464
تتالي الأحمال الزائدة Motter and Lai (2002), Physical Review E 66
حمل البينية Brandes (2001), Journal of Mathematical Sociology 25
الشبكات متعددة الطبقات Kivela and others (2014), Journal of Complex Networks 2
الترابطات بين البنى التحتية Rinaldi, Peerenboom and Kelly (2001), IEEE Control Systems 21(6)
مروحة عدم اليقين (مونت كارلو للمعاملات) Spiegelhalter, Pearson and Short (2011)، Visualising uncertainty about the future، Science 333
تحليل الحساسية لعامل واحد في كل مرة (مخطط الإعصار) Saltelli and others (2008)، Global Sensitivity Analysis: The Primer، Wiley
البيانات
The model runs on the teaching values set by the controls. To calibrate it for a place, read it against these admitted layers and series, which this page’s map can draw:
الأحداث الطبيعية (NASA EONET) NASA EONET · register nasa.eonet.events
تتالٍ عبر شبكات مترابطة. نموذج تعليمي توضيحي: يعمل بالقيم التي تحددها أدوات التحكم لا بالبيانات المقيسة. الأساليب: الشبكات المترابطة (Buldyrev and others (2010)، Catastrophic cascade of failures in interdependent networks، Nature 464)؛ تتالي الحمل الزائد (Motter and Lai (2002)، Physical Review E 66)؛ حمل الوساطة (Brandes (2001)، Journal of Mathematical Sociology 25).
Model optimisation for infrastructure as a system. Run the cascade.
مجمّعة من ملف مجال Nexus Standardsarea profileالبنية التحتية الحيوية والكيانات الحيوية: الأخطار التي يسميها، و النظم والقطاعات التي تتحمل الخسارة، والضوابط التي تخففها، والبيانات التي ترصدها. اختر المكونات، وحدد خطرا مطلقا، وتتبع التتالي خطوة بخطوة. يضع عرض الخريطة التشغيل على جغرافيا نموذجية ببيانات مفتوحة. وكل وزن اقتران افتراض معلن يمكنك تغييره. نموذج تعليمي، وليس تنبؤا ولا تقييما ولا اعتمادا. ولنمذجة مكان تختاره بنفسك، افتح System Builder.
How optimisation for infrastructure is modelled, measured and tested.
النموذج وافتراضاته وبياناته وعدم اليقين فيه، بالصورة التي يفحصها بها عالم أو مهندس. وتتبع البنى أساليب منشورة. والقيم المرسومة توضيحية، وليست نتائج.
نموذج النظام
The couplings between the systems in optimisation for infrastructure: signs of influence, a reinforcing and a balancing loop, and cross-links where stress jumps.
Causal loop diagram from the page’s systems; signs show the direction of influence. Illustrative structure for a system dynamics or network model, not estimated couplings.
مبادئ FAIR التوجيهية · GO FAIR وFORCE11W3C PROV · اتحاد الشبكة العالميةإرشادات بشأن المعالجة المتسقة لأوجه عدم اليقين · الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخبيانات CEOS الجاهزة للتحليل · لجنة سواتل رصد الأرض
What are the limits of optimisation and operations research in this field?
Optimal solutions can be fragile when assumptions are wrong. Objectives may omit values that are hard to quantify.
كيف تُفحص النتائج؟
Solutions are checked for feasibility, tested through simulation and compared with historical decisions. Sensitivity analysis examines how results change with parameters.
هل القيم المعروضة في هذه الصفحة حقيقية؟
The data names, roles and checks are real descriptions of practice. The canvas shows a design of the method’s use, not a run; no result is reported here.
التقاريرis the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.
لا ترسل أبدًا بيانات شخصية أو تفاصيل حساسة عن البنية التحتية أو أي شيء لا يحق لك مشاركته. تُراجَع المساهمة قبل استخدامها؛ ولا يمنح إرسالها أي حقوق تأليف أو تحرير، ولا تشتري الرعاية أي نتيجة أبدًا.
البنية التحتية الحيوية
قدّم منهجية أو مجموعة بيانات أو سؤالا.
المعلومات والاستفسارات متاحة اليوم. ويحصل الاستفسار على رقم مرجعي ويحدد الخطوة التالية؛ ولا تُفتح الطلبات والمدفوعات وتخصيصات الحوسبة والتسجيلات إلا حين يتوافر فريقها وشروطها وقدرة المراجعة.
تُعرض الخرائط والبيانات والأشكال في هذا الموقع للسياق والمعلومات العامة. وهي ليست نصيحة ولا توقعات ولا إنذارات؛ وحدود المعلومات مبيّنة في إخلاءات المسؤولية وإشعارات البيانات.
Editors and the expert reviewers named on each article decide what we publish. Funders and partners do not review or approve articles before publication.
This site uses only strictly necessary cookies to work and to remember your privacy choices. Nothing loads from other companies, and we never sell or share your personal information.
Details
This site uses only strictly necessary cookies to work and to remember your privacy choices. Nothing loads from other companies, and we never sell or share your personal information. We run no advertising. You can review your choices at any time through Privacy choices at the foot of every page.