Return to search

A simulation and machine learning approach to critical infrastructure resilience appraisal : Case study on payment disruptions

This study uses a simulation to gather data regarding a payment disruption. The simulation is part of a project called CCRAAAFFFTING, which examines what happens to a society when a payment disruption occurs. The purpose of this study is to develop a measure for resilience in the simulation and use machine learning to analyse the attributes in the simulation to see how they affect the resilience in the society. The resilience is defined as “the ability to bounce back to a previous state”, and the resilience measure is developed according to this definition. Two resilience measurements are defined, one which relates the simulated value to the best-case and worst-case scenarios, and the other which takes the pace of change in values into consideration. These two measurements are then combined to one measure of the total resilience. The three machine learning algorithms compared are Neural Network, Support Vector Machine and Random Forest, and the performance measure of these are the error rate. The results show that Random Forest performs significantly better than the other two algorithms, and that the most important attributes in the simulation are those concerning the customers’ ability to make purchases in the simulation. The developed resilience measure proves to respond logically to how the situation unfolded, and some suggestions to further improve the measurement is provided for future research. / I denna studie används en simulering för att samla in data. Simuleringen är en del i ett projekt som kallas för CCRAAAFFFTING, vars syfte är att undersöka vad som händer i ett samhälle om en störning i betalsystemet inträffar. Syftet med denna studie är att utveckla ett mått för resiliens i simuleringen, samt att använda machine learning för att analysera attributen i simuleringen för att se hur de påverkar resiliensen i samhället. Resiliensen definieras enligt ”förmågan att snabbt gå tillbaka till ett tidigare stadie”, och resiliensmåttet utvecklas i enlighet med denna definition. Två resiliensmått definieras, där det ena måttet relaterar det simulerade värdet till de värsta och bästa scenarierna, och det andra måttet tar i beaktning hur snabbt värdena förändrades. Dessa två mått kombineras sedan till ett mått för den totala resiliensen. De tre machine learning-algoritmerna som jämförs är Neural Network, Support Vector Machine och Random Forest, och måttet för hur de presterar är felfrekvens. Resultaten visar att Random Forest presterar märkbart bättre än de andra två algoritmerna, och att de viktigaste attributen i simuleringen är de som berör kunders möjlighet att genomföra köp i simuleringen. Det utvecklade resiliensmåttet svarar på ett logiskt sätt enligt hur situationen utvecklar sig, och några förslag för att vidare utveckla måttet ges för vidare forskning.

Identiferoai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:miun-33745
Date January 2018
CreatorsSamstad, Anna
PublisherMittuniversitetet, Avdelningen för informationssystem och -teknologi
Source SetsDiVA Archive at Upsalla University
LanguageEnglish
Detected LanguageSwedish
TypeStudent thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text
Formatapplication/pdf
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess

Page generated in 0.0031 seconds