Resilience investment portfolios
Combinations of hardening, redundancy and backup projects are selected to reduce expected service loss across scenarios within a budget.
GCRI · Infraestructura crítica
Optimización para la infraestructura
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.
01Contenido
Optimisation for infrastructure in five parts.
02Solicitud
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, interconnected sistemas. In infraestructura crítica and 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 on STEM Commons.
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.
03Geografía
Exposición de la infraestructura en Europa occidental.
Luces nocturnas, densidad de población y aguas de inundación sobre Europa Occidental, a partir de NASA GIBS. Cada capa lleva su propia fecha.
El mapa interactivo requiere JavaScript; la lista de capas y las fuentes figuran a continuación.
Capas 3
Exposición de la infraestructura, para esta página
Acerca de esta capa
- Evidencia
- Observado
- Fuente
- VIIRS Black Marble (VNP46A2) (NASA LAADS DAAC)
- Proveedor
- NASA LAADS DAAC
- Licencia
- Datos abiertos de la NASA
- Año de referencia
- diario; radiancia satelital, corregida por la luz de la luna y la atmósfera
- Más recientes en la compilación
- 2026-10-12
- Resolución
- cuadrícula de unos 500 m
- Incertidumbre
- Radiancia nocturna satelital de la fecha indicada; las luces son un indicador indirecto del uso de electricidad y de los apagones, no una medición del suministro ni del acceso.
- Se accede a través de
- gibs.earthdata.nasa.gov, solo después de que usted permita el mapa en vivo
Acerca de esta capa
- Evidencia
- Estimado
- Fuente
- Gridded Population of the World v4.11 (NASA SEDAC (CIESIN, Universidad de Columbia))
- Proveedor
- NASA SEDAC (CIESIN, Universidad de Columbia)
- Licencia
- CC BY 4.0
- Año de referencia
- null; estimación basada en el censo, estática (2020)
- Resolución
- cuadrícula de unos 1 km
- Incertidumbre
- Estimación basada en censos de personas por kilómetro cuadrado en 2020, mostrada como contexto de exposición; no es un recuento de las personas afectadas por ninguna amenaza.
- Se accede a través de
- gibs.earthdata.nasa.gov, solo después de que usted permita el mapa en vivo
Acerca de esta capa
- Evidencia
- Observado (las nubes dejan lagunas)
- Fuente
- Producto VIIRS de inundaciones globales (NASA LANCE)
- Proveedor
- NASA LANCE
- Licencia
- Datos abiertos de la NASA
- Año de referencia
- diario; detección satelital; las nubes dejan lagunas
- Más recientes en la compilación
- 2026-10-14
- Resolución
- cuadrícula de unos 250 m
- Incertidumbre
- Detección satelital; las nubes dejan lagunas. Ráster satelital o de modelo tal como lo publica el proveedor. Las nubes, los huecos de franja y el error de recuperación dejan lagunas y ruido; los valores son indicadores, no mediciones en un lugar.
- Se accede a través de
- gibs.earthdata.nasa.gov, solo después de que usted permita el mapa en vivo
Acerca de esta capa
- Evidencia
- Observado
- Fuente
- VIIRS NOAA-20, reflectancia corregida (NASA LANCE)
- Proveedor
- NASA LANCE
- Licencia
- Datos abiertos de la NASA
- Año de referencia
- diario; imagen satelital
- Más recientes en la compilación
- 2026-10-14
- Resolución
- cuadrícula de unos 250 m
- Incertidumbre
- Imagen satelital. Ráster satelital o de modelo tal como lo publica el proveedor. Las nubes, los huecos de franja y el error de recuperación dejan lagunas y ruido; los valores son indicadores, no mediciones en un lugar.
- Se accede a través de
- gibs.earthdata.nasa.gov, solo después de que usted permita el mapa en vivo
Acerca de esta capa
- Evidencia
- Modelado (último año que publica GIBS)
- Fuente
- MODIS Terra y Aqua, cobertura del suelo (MCD12Q1) (NASA LP DAAC)
- Proveedor
- NASA LP DAAC
- Licencia
- Datos abiertos de la NASA
- Año de referencia
- anual; clasificación satelital; último año que publica GIBS
- Más recientes en la compilación
- 2024-01-01
- Resolución
- cuadrícula de unos 500 m
- Incertidumbre
- Clases satelitales de cobertura del suelo del año indicado, incluidas las tierras de cultivo; una clasificación con errores conocidos, no un registro de explotaciones agrícolas.
- Se accede a través de
- gibs.earthdata.nasa.gov, solo después de que usted permita el mapa en vivo
Acerca de esta capa
- Evidencia
- Observado (las nubes dejan lagunas)
- Fuente
- MODIS Terra EVI (NASA LANCE)
- Proveedor
- NASA LANCE
- Licencia
- Datos abiertos de la NASA
- Año de referencia
- diario; índice satelital; las nubes dejan lagunas
- Más recientes en la compilación
- 2026-10-13
- Resolución
- cuadrícula de unos 250 m
- Incertidumbre
- Índice satelital de vegetación durante los 8 días hasta la fecha indicada, un indicador del estado de los hábitats; no es una medida de las especies ni de la biodiversidad.
- Se accede a través de
- gibs.earthdata.nasa.gov, solo después de que usted permita el mapa en vivo
Teclado, con el mapa seleccionado
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Último disponible
NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © colaboradores de OpenStreetMap (ODbL) · Natural Earth
Cargando las imágenes más recientes de la NASA.
Arrastre para desplazar. Ctrl o ⌘ y desplazamiento, pellizco o los botones para ampliar; pase el puntero para ver los valores; restablecer devuelve a la región.
Exposición de la infraestructura, encuadrada sobre Europa occidental.Productos satelitales y de modelos tal como los publica la NASA, cada uno con su propia fecha. Son indicadores, no evaluaciones de ningún lugar.
Datos: NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © colaboradores de OpenStreetMap · Natural Earth · NASA EONET · U.S. Geological Survey · NASA JPL OPERA DIST-ALERTFuentes y licencias
- 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). Datos abiertos de la NASA
- 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). Datos abiertos de la NASA
- Luces nocturnas VIIRS Black Marble, NASA Goddard Space Flight Center; distribuidas por el NASA Level-1 and Atmosphere Archive and Distribution System (LAADS DAAC); imágenes mediante NASA GIBS. Colores redibujados a partir del mapa de colores publicado; valores promediados en celdas hexagonales donde se muestran (modificado). Datos abiertos de la NASA
- 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). Con licencia CC BY 4.0. Colores redibujados a partir de la paleta publicada; valores promediados en celdas hexagonales cuando se muestran (modificado). doi:10.7927/H49C6VHW. CC BY 4.0
- Productos VIIRS en tiempo casi real (inundaciones, temperatura de la superficie terrestre, cubierta de nieve, reflectancia corregida), NASA LANCE; imágenes mediante NASA GIBS. Colores redibujados a partir del mapa de colores publicado; valores promediados en celdas hexagonales donde se muestran (modificado). Datos abiertos de la NASA
- Productos terrestres MODIS (índices de vegetación, producción primaria bruta, cobertura del suelo), NASA LP DAAC y LANCE; imágenes mediante NASA GIBS. Colores redibujados a partir del mapa de colores publicado; valores promediados en celdas hexagonales donde se muestran (modificado). Datos abiertos de la NASA
- ASTER GDEM es un producto del METI y la NASA (ASTER Global Digital Elevation Model V003, NASA LP DAAC); imágenes mediante NASA GIBS. Colores redibujados a partir del mapa de colores publicado; valores promediados en celdas hexagonales donde se muestran (modificado). Cítese como: 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. Datos abiertos de la NASA
- Elaborado con Natural Earth. Datos cartográficos vectoriales y ráster gratuitos en naturalearthdata.com. Dominio público
- © Colaboradores de OpenStreetMap (ODbL), mediante NASA GIBS (costas, límites, carreteras y nombres de lugares). Colores redibujados a partir del mapa de colores publicado; valores promediados en celdas hexagonales donde se muestran (modificado). ODbL
- Blue Marble, NASA Earth Observatory; imágenes mediante NASA GIBS. Colores redibujados a partir del mapa de colores publicado; valores promediados en celdas hexagonales donde se muestran (modificado). Datos abiertos de la NASA
- Contexto en el globo y el mapa plano: costas, límites, carreteras y topónimos de las capas de referencia de NASA GIBS (datos de OpenStreetMap, ODbL, © colaboradores de OpenStreetMap); imágenes Blue Marble como base opcional; relieve 3D y lectura de elevación a partir del índice de color de elevación ASTER GDEM (clases de 5 m a 200 m, exageradas para facilitar la lectura). Los límites se representan tal como se publican y no implican posición alguna sobre ningún territorio.
- Eventos en vivo: Rastreador de Eventos Naturales del Observatorio de la Tierra de la NASA (EONET); los eventos son indicativos y conservan sus enlaces de origen.
- En directo: los eventos de NASA EONET son indicativos, no avisos oficiales.
- En vivo: Servicio Geológico de los Estados Unidos. Los eventos son indicativos, no alertas de las autoridades.
- 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).
- Pronóstico de caudal fluvial, 30 días con rango (GloFAS a través de Open-Meteo): contiene información modificada del Servicio de Gestión de Emergencias de Copernicus 2026; no es una alerta de inundación.
- Datos meteorológicos de Open-Meteo.com (https://open-meteo.com/), con licencia CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
- Las capas opcionales (12 fuentes en la lista de capas: en directo, pronóstico, observadas y contexto) muestran el crédito de su proveedor en el mapa y aquí cuando se activan; los pronósticos son resultados de modelos y los índices derivados son estimaciones.
Capas y fechas
- Luces nocturnas, diario: VIIRS Black Marble (VNP46A2), NASA LAADS DAAC · 12 oct 2026
- Densidad de población, 2020: Población: CIESIN, Columbia University, Gridded Population of the World v4.11 (2018), NASA SEDAC, CC BY 4.0 · estático
- Aguas de inundación, compuesto de 3 días: VIIRS Global Flood Product, NASA LANCE · 14 oct 2026
- Color verdadero: reflectancia corregida VIIRS NOAA-20, NASA LANCE · 13 oct. 2026
- Tipo de cobertura terrestre (IGBP), anual: MODIS Terra and Aqua land cover (MCD12Q1), NASA LP DAAC · 2024
- Índice de vegetación mejorado, móvil de 8 días: MODIS Terra EVI, NASA LANCE · 13 oct. 2026
04Datos
Lo que consume el método.
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 in el registro de fuentes.
| Datos | Función | Etiqueta |
|---|---|---|
| Project costs | Opciones | ESTIMADO |
| Hazard and failure scenarios | Incertidumbre | MODELADO |
| Network models | Constraints | Estadísticas publicadas |
| Crew and spares inventories | Recursos | DECLARADO |
05Seguimiento
Optimisation run.
La pantalla que utilizaría un equipo para seguir este método: sus mediciones, estados y decisiones. Los nombres son ejemplos y los valores son ilustrativos.
Optimisation run
Critical infrastructure · Optimisation for infrastructure · Run R-3239
Feasible, gap closingGCRI · Infraestructura crítica
Convergencia
Ficha del método
- Método
- Optimización e investigación operativa
- Variables
- 36,366
- Optimality gap
- 0.9 pct
- Etiqueta
- MODELADO
Binding constraints
| Capacidad | 0 | 21 | Binding |
| Budget | 0 | 2.8 | Binding |
| Nivel de servicio | 1 | 0 | Slack |
06Validación
Cómo se verifican los resultados.
Solutions are checked for feasibility, tested through simulation and compared with historical decisions. Análisis de sensibilidad examines how results change with parameters.
| Verificación | Cómo se hace |
|---|---|
| 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.
07Simulador
Una cascada a través de redes interdependientes.
A huella de amenaza inutiliza los activos colocalizados en cada capa; la fragmentación, la dependencia entre capas y la sobrecarga de los supervivientes propagan luego el fallo. La vista 3D separa las capas en profundidad. Modelo didáctico con valores ilustrativos declarados, no una predicción. El mapa de esta página muestra Europa occidental; el modelo en sí no está ligado a un lugar.
Controles
- Activos por capa
- 18
- Huella de la amenaza
- 8 % de la superficie
- Activos que dependen de otra capa
- 60%
- Capacidad de reserva (tolerancia)
- 30%
Lecturas
- Activos afectados por la amenaza
- 11%
- Activos que siguen funcionando
- 44%
- Amplificación del daño inicial
- 5.0 times
- Pasos hasta la liquidación
- 6
Cifras, métodos y fuentes
| Paso | Transporte en funcionamiento (%) | Funcionamiento eléctrico (%) | Telecomunicaciones operativas (%) |
|---|---|---|---|
| 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 |
Métodos
- Redes interdependientes Buldyrev and others (2010), Catastrophic cascade of failures in interdependent networks, Nature 464
- Cascadas de sobrecarga Motter and Lai (2002), Physical Review E 66
- Carga de intermediación Brandes (2001), Journal of Mathematical Sociology 25
- Redes multicapa Kivela and others (2014), Journal of Complex Networks 2
- Interdependencias de infraestructuras Rinaldi, Peerenboom and Kelly (2001), IEEE Control Systems 21(6)
- Abanico de incertidumbre (Monte Carlo de parámetros) Spiegelhalter, Pearson y Short (2011), Visualising uncertainty about the future, Science 333
- Sensibilidad de un factor a la vez (tornado) Saltelli and others (2008), Global Sensitivity Analysis: The Primer, Wiley
Datos
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:
- Carreteras principales Natural Earth
- Ferrocarriles Natural Earth
- Puertos marítimos Natural Earth
- Aeropuertos Natural Earth
- Extensiones urbanas Natural Earth
- Luces nocturnas esta noche, cortes (banda día/noche VIIRS) NASA/NOAA VIIRS (Suomi NPP) · registro nasa.gibs.context-live-layers
- Eventos naturales (NASA EONET) NASA EONET · registro nasa.eonet.events
En los seis pilares, bajo la dirección de Nexus Consortium
- Experimentos Laboratorios
- Integrado en Infraestructura crítica en Foundry
- Probado en Infraestructura crítica en Universe
- Codificado en Energía e infraestructuras críticas en Standards
- Publicado en Infraestructura crítica en Reports
- Se imparte en Facultad de Infraestructura, Energía e Industria en Academy
08Conexiones
Temas que se basan en este método.
09Simulador de gemelo y cascada
Model optimisation for infrastructure as a system. Run the cascade.
Assembled from the Nexus Standards area profile Infraestructura crítica y entidades críticas: the hazards it names, the sistemas and sectors that carry the loss, the controls that dampen it and the data that observe it. Choose the components, pick an initiating hazard and step through the cascade. The Map view places the run on an example geography with open data. Every coupling weight is a stated assumption you can change. A teaching model, not a forecast, an assessment or a certification. To model a place of your own choosing, open the full Constructor de sistemas.
Amenazas
- Rotura de presa
- Inundación fluvial (desencadenado aguas abajo)
- Inundación repentina (desencadenado aguas abajo)
- Desplazamiento masivo (desencadenado aguas abajo)
- Apagón generalizado (desencadenado aguas abajo)
- Déficit de suministro de agua (desencadenado aguas abajo)
Sistemas y acoplamientos
Controles
NS-0Constitución y principiosNS-3UNI de registros de riesgo (gramática, tabla de correspondencia heredada, autoridad de asignación)NS-9UNI contextuales (despliegues, instancias, instancias de programa)NS-10Políticas y cláusulas (obligaciones legibles por máquina: definición, carácter vinculante, evaluación y cumplimiento)NS-11Verificación y seguimiento (evidencia, atestaciones, observación de la conformidad de confianza cero)NRS-H61Familia de amenazas: fallo en cascada (NHS-1 sys.cascade)NRS-H94Familia de amenazas: eventos cibernéticos sistémicos (NHS-1 cyber.systemic-cyber)NRS-H107Familia de amenazas: concentración y monocultivo de la infraestructura digital (NHS-1 tech.digital-concentration)NRS-K31Perfil de paquete de dominio: resiliencia nacional ciber (DOMAIN-031)NRS-K36Perfil del paquete de dominio: infraestructura crítica (DOMAIN-036)NRS-K48Perfil de paquete de dominio: resiliencia del sistema financiero (DOMAIN-048)
Observación
- OpenStreetMap planet and replication (listed for reference)
- Global Power Plant Database (listed for reference)
- NASA Black Marble night-time lights (VNP46) (listed for reference)
- Global Human Settlement Layer (listed for reference)
- Daños a infraestructuras críticas atribuidos a desastres
- Number of disruptions to basic services attributed to disasters
- Proportion of the rural population who live within 2 km of an all-season road
Geografía de ejemplo
- Europe: 113 hexagonal cells
- Luces nocturnas de esta noche, apagones (VIIRS Day/Night Band), NASA GIBS
- Agua superficial a través de nubes, 30 m (radar OPERA DSWx-S1), NASA GIBS
- Intensidad de la lluvia, última media hora (IMERG), NASA GIBS
- Humedad superficial del suelo (SMAP), NASA GIBS
10Custodia responsable
Quién mantiene el método.
Ciencia de sistemas y modelización stewards optimisation and operations research for the Consortium and reviews how it is applied across platforms.
11Métodos y evidencia
How optimisation for infrastructure is modelled, measured and tested.
El modelo, sus supuestos, sus datos y su incertidumbre, en la forma en que un científico o un ingeniero los comprobaría. Las estructuras siguen métodos publicados. Los valores representados son ilustrativos, no hallazgos.
Modelo de sistema
The couplings between the systems in optimisation for infrastructure: signs of influence, a reinforcing and a balancing loop, and cross-links where stress jumps.
Principios rectores FAIR · GO FAIR y FORCE11W3C PROV · World Wide Web ConsortiumOrientación para un tratamiento coherente de las incertidumbres · IPCCCEOS Analysis Ready Data · Comité sobre Satélites de Observación de la Tierra
12Conectado
Adónde lleva esta página en todo el Consorcio.
13Preguntas
Preguntas y respuestas.
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.
¿Cómo se verifican los resultados?
Solutions are checked for feasibility, tested through simulation and compared with historical decisions. Sensitivity analysis examines how results change with parameters.
¿Son reales los valores de esta página?
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.
¿Dónde más se aplica este método?
La página canónica del método enumera todas las plataformas que lo aplican.
serie ReportsContribuir
Aporte evidencia desde esta página.
serie Reports is 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.
GCRIInfraestructura críticaSistemas estratégicosEscenarios y pruebas de estrés
- Correo electrónicoPasarela GW-GCRIEnvíelo desde esta páginaEvidencia, una corrección, un caso, un método, una revisión, una traducción o un aporte a un perfil. Llega etiquetado con esta página, de modo que lo recibe el editor responsable.
- ZenodoDepósito abiertoDeposítelo y envíelo a la comunidadPublique su propio registro en Zenodo con su ORCID iD y luego envíelo a la comunidad de Reports allí. Los curadores lo revisan; el DOI sigue siendo suyo.
- serie ReportsGCRIVer todas las formas de contribuirLos tipos de contribución, cómo se revisa cada uno, qué crédito recibe, la licencia y qué nunca se acepta.
No envíe nunca datos personales, detalles sensibles de infraestructura ni nada que no tenga derecho a compartir. Un aporte se revisa antes de su uso; enviarlo no confiere autoría ni derechos editoriales, y el patrocinio nunca compra un hallazgo.
Infraestructura crítica
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Legal
Documentos jurídicos.
Los mapas, datos y cifras de este sitio se muestran como contexto e información general. No son consejos, pronósticos ni avisos; los límites de la información se exponen en los Descargos de responsabilidad y los Avisos sobre datos.