Spatial structure and evolution of infrastructure networks

سیستم های زیربنایی بحرانی اجزای ضروری یک دارایی ملکی هستند. آنها از توسعه اقتصادی حمایت می کنند، رشد را افزایش می دهند و به حفاظت از خطر کمک می کنند. در سال های اخیر، مطالبات بر روی این سیستم ها به سرعت در حال افزایش است، به طور ناشی از تغییر در روستا به زندگی شهری و بخشی از افزایش ثروت. به عنوان مثال، در سال 1960، تنها 34 درصد از جمعیت جهان در شهرها زندگی می کردند در حالی که در سال 2014 این رقم به سرعت به 54 درصد افزایش یافت. این تغییر همچنین موجب انفجار گسترده ای در سیستم های زیربنایی شهری شده و بنابراین یک خطر انسانی اجتماعی را به دلیل زیان احتمالی زیرساخت های بحرانی به علت خطر طبیعی یا انسانیت افزایش می دهد. در حالی که مدل سازی عملکرد این سیستم ها امکان پذیر است، پیچیدگی آنها دشوار است که سهم آنها در توسعه اقتصادی و یا انعطاف پذیری آنها را به خطر بیاندازند. این کمبود ناشی از ناتوانی ما در شناسایی ویژگی های عمومی کلیدی است که ما را قادر به ساده سازی وظیفه می سازد و از اینرو ارزیابی احتمالاتی را انجام می دهد یا به شناسایی رانندگان حقیقی که روند تکامل آنها را می دهد و به همین ترتیب ما را قادر به تصمیم گیری های آینده محکم می کند. در این مقاله الگوریتمی ارائه می شود که می تواند طرح های گره فضایی ایجاد کند که تعدادی از ویژگی های غیر معمولی را که برای چندین نوع از شبکه های دنیای واقعی مشترک است، به اشتراک می گذارد. شبکه های مصنوعی تولید شده توسط الگوریتم می توانند در برنامه ریزی مطالعات مورد استفاده قرار گیرند تا ببینند که چگونه زیرساخت ها ممکن است در آینده پیش بینی شوند، با توجه به برنامه ریزی های متناوب یا سناریوهای سیاست، یا در سایر ارزیابی های مبتنی بر سناریو مانند مطالعات تحمل خطر.