The United Nations Office for Disaster Risk Reduction (UNISDR) defines critical infrastructures (CIs) as the physical structures, facilities, networks and other assets which provide services that are essential to the social and economic functioning of a community or society. In recent decades, CIs have slowly begun to be the most significant technical systems influencing the social and economic life in all countries (Giannopoulos et al, 2013). And even if several frameworks have been proposed in the past decade, there is a need to develop methodologies and tools for assessing interdependencies between CIs (Krausmann et al., 2016). After performing a literature review of recent disruption events around the world and presenting the state of the art of CI modelling and analysis, this thesis proposed an enhanced version of the Dynamic functional Modelling of vulnerability and interoperability of Critical Infrastructure systems (DMCI) developed by Trucco et al. (2011) integrated in the Geospatial Risk and Resilience Assessment Platform (GRRASP) of the Joint Research Centre (JRC). An ex-post analysis of the meteorological events of November 2014 was performed for the metropolitan city of Milan in the context of Thematic Technical Table (TTT) on Climate Change and Critical Infrastructures directed by the Lombardy Regional Government. In this sense, data was obtained directly from public and private CI operators in the context of a Public-Private Partnership (PPP). As a result, disruptions of CIs due to direct impact and cascading effects were estimated, and a response strategy scenario was proposed while assessing its potential benefits in functional terms. Finally, future developments are encouraged in this direction to achieve a collaborative data-sharing platform between the Lombardy Region and CI operators, presenting a series of recommendations to improve the performance and the usability of this model.

United Nations Office for Disaster Risk Reduction (UNISDR) definisce le infrastrutture critiche (CIs) come strutture fisiche, reti e altri beni che forniscono servizi essenziali per il funzionamento economico e sociale di una comunità. Negli ultimi decenni, le CIs hanno cominciato lentamente ad essere i più importanti sistemi tecnici che influenzano la vita sociale ed economica di tutti i paesi (Giannopoulos et al, 2013). Sebbene siano stati proposti diversi modelli nell'ultimo decennio, occorre sviluppare metodologie e strumenti per valutare le interdipendenze tra le infrastrutture critiche (Krausmann et al., 2016). Dopo aver eseguito una revisione della letteratura di eventi recenti che hanno causato interruzioni in tutto il mondo, e aver presentato lo stato dell'arte della modellazione e dell'analisi delle CIs, la presente tesi ha proposto una nuova versione della Modellazione Dinamica funzionale della vulnerabilità e dell'interoperabilità dei sistemi di Infrastruttura Critica (DMCI) sviluppata da Trucco et al. (2011), integrata nella Piattaforma Geospaziale di Valutazione del Rischio e della Resilienza (GRRASP) del Centro Comune di Ricerca (JRC). È stata quindi effettuata un'analisi ex post degli eventi meteorologici di Novembre 2014 per la città metropolitana di Milano, nell'ambito del Tavolo Tecnico Tematico (TTT) sul cambiamento climatico e le infrastrutture critiche guidato dalla Regione Lombardia. I dati sono stati ottenuti direttamente da operatori delle CIs nel contesto di un Partenariato Pubblico-Privato (PPP). Di conseguenza, sono state stimate interruzioni delle CIs dovute all'effetto diretto e agli effetti a cascata. Inoltre, è stato proposto uno scenario strategico di risposta, valutando i suoi potenziali benefici in termini funzionali. Infine, gli sviluppi futuri sono rivolti a promuovere una piattaforma collaborativa di condivisione dei dati tra la Regione Lombardia e gli operatori delle CIs, presentando una serie di raccomandazioni per migliorare le prestazioni e la fruibilità del modello proposto.

Dynamic modelling of disruptions to critical infrastructure systems : ex-post analysis of a meteorological event in the Milan metropolitan area

CARRERAS GUZMAN, NELSON HUMBERTO
2016/2017

Abstract

The United Nations Office for Disaster Risk Reduction (UNISDR) defines critical infrastructures (CIs) as the physical structures, facilities, networks and other assets which provide services that are essential to the social and economic functioning of a community or society. In recent decades, CIs have slowly begun to be the most significant technical systems influencing the social and economic life in all countries (Giannopoulos et al, 2013). And even if several frameworks have been proposed in the past decade, there is a need to develop methodologies and tools for assessing interdependencies between CIs (Krausmann et al., 2016). After performing a literature review of recent disruption events around the world and presenting the state of the art of CI modelling and analysis, this thesis proposed an enhanced version of the Dynamic functional Modelling of vulnerability and interoperability of Critical Infrastructure systems (DMCI) developed by Trucco et al. (2011) integrated in the Geospatial Risk and Resilience Assessment Platform (GRRASP) of the Joint Research Centre (JRC). An ex-post analysis of the meteorological events of November 2014 was performed for the metropolitan city of Milan in the context of Thematic Technical Table (TTT) on Climate Change and Critical Infrastructures directed by the Lombardy Regional Government. In this sense, data was obtained directly from public and private CI operators in the context of a Public-Private Partnership (PPP). As a result, disruptions of CIs due to direct impact and cascading effects were estimated, and a response strategy scenario was proposed while assessing its potential benefits in functional terms. Finally, future developments are encouraged in this direction to achieve a collaborative data-sharing platform between the Lombardy Region and CI operators, presenting a series of recommendations to improve the performance and the usability of this model.
MENONI, SCIRA
ING I - Scuola di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale
26-lug-2017
2016/2017
United Nations Office for Disaster Risk Reduction (UNISDR) definisce le infrastrutture critiche (CIs) come strutture fisiche, reti e altri beni che forniscono servizi essenziali per il funzionamento economico e sociale di una comunità. Negli ultimi decenni, le CIs hanno cominciato lentamente ad essere i più importanti sistemi tecnici che influenzano la vita sociale ed economica di tutti i paesi (Giannopoulos et al, 2013). Sebbene siano stati proposti diversi modelli nell'ultimo decennio, occorre sviluppare metodologie e strumenti per valutare le interdipendenze tra le infrastrutture critiche (Krausmann et al., 2016). Dopo aver eseguito una revisione della letteratura di eventi recenti che hanno causato interruzioni in tutto il mondo, e aver presentato lo stato dell'arte della modellazione e dell'analisi delle CIs, la presente tesi ha proposto una nuova versione della Modellazione Dinamica funzionale della vulnerabilità e dell'interoperabilità dei sistemi di Infrastruttura Critica (DMCI) sviluppata da Trucco et al. (2011), integrata nella Piattaforma Geospaziale di Valutazione del Rischio e della Resilienza (GRRASP) del Centro Comune di Ricerca (JRC). È stata quindi effettuata un'analisi ex post degli eventi meteorologici di Novembre 2014 per la città metropolitana di Milano, nell'ambito del Tavolo Tecnico Tematico (TTT) sul cambiamento climatico e le infrastrutture critiche guidato dalla Regione Lombardia. I dati sono stati ottenuti direttamente da operatori delle CIs nel contesto di un Partenariato Pubblico-Privato (PPP). Di conseguenza, sono state stimate interruzioni delle CIs dovute all'effetto diretto e agli effetti a cascata. Inoltre, è stato proposto uno scenario strategico di risposta, valutando i suoi potenziali benefici in termini funzionali. Infine, gli sviluppi futuri sono rivolti a promuovere una piattaforma collaborativa di condivisione dei dati tra la Regione Lombardia e gli operatori delle CIs, presentando una serie di raccomandazioni per migliorare le prestazioni e la fruibilità del modello proposto.
Tesi di laurea Magistrale
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