Infrastrukturers motståndskraft

Målet med projektet är att ta fram metoder för att i realtid identifiera situationer och händelser som hotar att slå ut delar av de svenska kraftnäten och som kan leda till att viktiga samhällsfunktioner stängs ned genom så kallade kaskadeffekter.

De flesta samhällsviktiga funktioner, som t.ex. hälso- och sjukvård, vattenförsörjning, livsmedelsförsörjning och kommunikation, är beroende av tillförlitlig elförsörjning. Elnätet upprätthålls av många olika aktörer som Vattenfall, E.ON och olika kommuner. Dessa infrastrukturkomponenter är integrerade dels med varandra och dels med komponenter och tjänster från andra kritiska infrastrukturer och funktioner såsom sjukvården. Det ömsesidiga beroendet mellan komponenterna är komplext. Ett fel i en komponent kan leda till en dominoeffekt och, i värsta fall, orsaka fel i andra infrastrukturer eller störa livsviktiga funktioner eftersom tillgång på bland annat värme, vatten, mat och kommunikation är beroende av tillgång på el. De massiva strömavbrott som drabbade stora delar av USA och Kanada 2003, Kalifornien och Mexico 2011 och Indien 2012 är tydliga exempel på hur stora delar av samhället kan slås ut av dominoeffekter.

Vårt projekt undersöker fem viktiga frågor: 

  1. Hur förhåller sig komponenter i kraftnät till andra delar av kritisk infrastruktur? Svaret på denna fråga gör det möjligt att bedöma betydelsen av ett given element i nätinfrastrukturen. Till exempel, en transformator kopplad till ett sjukhus har en större betydelse än en transformator som inte betjänar någon kritisk infrastrukturkomponent.
  2. Vad är en möjlig förklaring till att en kraftnätskomponent havererar? För att besvara denna fråga, måste man känna till beroenden mellan nätverkskomponenterna.
  3. Vad är möjliga konsekvenser av ett haveri? Detta är den omvända typen av fråga. Samma modell över beroenden i nätverk som kan besvara fråga 2, kan användas för att förutse konsekvenser. Den stora mörkläggningen i nordöstra USA 2003 och dess konsekvenser, mörkläggningen av Kalifornien, Arizona och Mexiko 2011, och det senaste massiva strömavbrottet i Indien 2012 har visat att stora strömavbrott som orsakats av dominoeffekter får betydande inverkningar på både samhälle och industri.
  4. Vad är aktuell status för kraftnätet med avseende på kritiska haverier? För att besvara denna fråga, granskar vi state-of-the-art inom kaskadanalys och kontrasterar detta i en lokal kontext. På så sätt kan vi utveckla ett effektivt modelleringsverktyg för att simulera och analysera komplexa haverier och dominoeffekter för att leverera en detaljerad och säker bedömning vid monitorering och vid utveckling av strategier för att skydda infrastrukturen.
  5. Hur kan felmeddelanden och intressanta synpunkter från medborgare och andra intressenter integreras med monitorering och analys av haverier?

Vi fokuserar på elnät och utvecklar modeller för en fördjupad förståelse av risker när det gäller beroenden mellan komponenter. Våra modeller kommer att underlätta bedömning av sårbarhet och av konsekvenser. Modellerna kan användas på flera sätt: identifiering av orsaker till inträffade haverier; identifiering av sårbarheter och; i simulering för att identifiera av scenarier som kan leda till haverier med dominoeffekt. I projektet så utvecklar vi även metoder för övervakning, med hjälp av data från olika källor, t.ex. sensorer, loggar, medborgare och funktioner. Genom att tillämpa informationsfusionsalgoritmer på insamlad data kan vi ge en fullständig och heltäckande bild av den nuvarande situationen därmed skapa en ökad situationsmedvetenhet. De metoder och algoritmer vi utvecklar utgör en del i ett ramverk som skall utökas med realtidssimulering i framtida projekt. 

Projektet är ett tre-årigt samarbete mellan Högskolan och Combitech.

Se engelsk sida för mer detaljer.

EU flagga

Finansieras av: Europeiska Unionen - Fonden för inre säkerhet

Projektledare

Projektet i korthet

Projektets fullständiga namn:
Hotmodellering och motståndskraftshantering för kritiska infrastrukturer.

Projekttid: 
Mars 2017 till februari 2020

Finansieras av: 
Europeiska Unionen - Fonden för inre säkerhet

Partner:
Combitech AB

Medverkande forskare

Jianguo Ding, lektor i datavetenskap

Yacine Atif, bitr. professor i informationsteknologi

Manfred Jeusfeld, lektor i datavetenskap

Birgitta Lindström, lektor i datavetenskap

Sten F. Andler, professor emeritus

Per M. Gustavsson, Senior Technology Advisor, Combitech AB 


Christoffer Brax, Systems Engineer, Combitech AB