Intelligent Infrastructures

جوامع مدرن به شدت به سیستم‌های زیرساختی مانند شبکه‌های ترافیک جاده‌ای، شبکه‌های آب و شبکه‌های برق وابسته هستند. امروزه سیستم‌های زیرساختی، سیستم‌های شبکه‌ای و فنی-اجتماعی در مقیاس بزرگ، پیچیده هستند که تقریباً همه به صورت روزانه از آنها استفاده می‌کنند و ما را قادر می‌سازند تا در شهرهای بزرگ با هم زندگی کنیم. سیستم‌های زیرساختی آنقدر حیاتی هستند که ناتوانی یا تخریب آن‌ها بر عملکرد جامعه ما تأثیر مهلکی خواهد داشت. پیچیدگی این سیستم‌ها با شخصیت چند عاملی و چند بازیگر، ساختار چند سطحی، چالش‌های بهینه‌سازی چندهدفه و سازگاری عوامل و بازیگران آن‌ها با تغییرات در محیطشان تعریف می‌شود. عملیات و کنترل زیرساخت‌های موجود خطاپذیر است: اغلب مردم با مشکلات ظرفیت، موقعیت‌های خطرناک، غیرقابل اعتماد بودن و ناکارآمدی مواجه می‌شوند. مدیریت ظرفیت کارآمدتر، قابلیت اطمینان خدمات بهبود یافته، افزایش پایداری و افزایش امنیت زیرساخت. عملیات زیرساخت باید بتواند با در نظر گرفتن به روزترین وضعیت زیرساخت و با در نظر گرفتن وجود چندین تصمیم گیرنده، به طور مستقل تر تعیین کند که چگونه زیرساخت را به کار گیرد. راه پیشگیرانه و مسائل به سرعت حل می شود.

این کتاب بر طیف وسیعی از مشکلات در نحوه عملکرد زیرساخت‌های امروزی تمرکز دارد و روش‌ها و ابزارهای پیشرفته و هوشمند جدیدی را برای عملیات و کنترل زیرساخت‌های موجود و آینده مورد بحث قرار می‌دهد.

Modern societies heavily depend on infrastructure systems such as road-traffic networks, water networks, and electricity networks. Nowadays infrastructure systems are large-scale, complex networked, socio-technical systems, that almost everybody uses on a daily basis, and that have enabled us to live closely together in large cities. Infrastructure systems are so vital that their incapacity or destruction would have a fatal effect on the functioning of our society. The complexity of these systems is defined by their multi-agent and multi-actor character, their multi-level structure, their multi-objective optimization challenges, and by the adaptivity of their agents and actors to changes in their environment. The operation and control of existing infrastructures is fallible: too often people are confronted with capacity problems, dangerous situations, unreliability, and inefficiency.

More intelligent infrastructures gain an advantage in terms of more efficient capacity management, improved reliability of service, increased sustainability, and enhanced infrastructure security. Infrastructure operation should be able to more autonomously determine how to operate the infrastructure, taking into account the most up-to-date state of the infrastructure, and taking into account the existence of several decision makers, such that ultimately the infrastructure is operated in a pro-active way and issues are resolved quickly.

This book concentrates on a wide range of problems in the way infrastructures are functioning today and discusses novel advanced, and intelligent methods and tools for the operation and control of existing and future infrastructures.