Kursplan för
Kritiska Infrastrukturers resiliens
Critical Infrastructure Resilience
VRSN45, 7,5 högskolepoäng, A (Avancerad nivå)
Gäller för: Läsåret 2021/22
Fakultet: Lunds tekniska högskola
Beslutad av: Programledning BI/RH
Beslutsdatum: 2021-04-14
Allmänna uppgifter
Huvudområde: Katastrofriskhantering och klimatanpassning.
Valfri för: RH4, MKAT2
Undervisningsspråk: Kursen ges på engelska
Syfte
- att förbereda studenterna så att de kan arbeta med
ämnesområdet kritisk infrastruktur och skydd av samhällsviktig
verksamhet inom t.ex. privata företag, offentliga samt
icke-statliga organisationer.
- att ge en grund för studenter intresserade av fortsatta
studier och forskning inom ämnesområdet kritisk
infrastruktur.
Mål
Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten
- demonstrera övergripande förståelse för olika kritiska
infrastrukturers form och funktion, tekniska såväl som
organisatoriska aspekter.
- demonstrera förståelse avseende förutsättningar och
utmaningar för analys, planering och hantering av kritisk
infrastruktur.
- demonstrera förståelse för hur koncept och metoder inom
området hantering av kritisk infrastruktur relaterar till varandra
och kan appliceras i en praktisk kontext.
Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten
- demonstrera förmåga att analysera kritiska infrastrukturer
och deras samberoenden samt kunna applicera metoder och utvärdera
strategier för säkerställande av funktion i dessa typer av
system.
- demonstrera förmåga att muntligt och skriftligt kunna
redogöra för och diskutera sina slutsatser samt reflektera kring
den kunskap, och de resultat samt argument som ligger till
grund.
- demonstrera förmåga att planera, genomföra och redovisa
projektuppgifter och projektarbete samt i samband med detta visa
förmåga till lagarbete och samverkan.
- demonstrera förmåga att tillgodogöra sig material i
vetenskapliga publikationer som är relevanta för
ämnesområdet.
Värderingsförmåga och förhållningssätt
För godkänd kurs skall studenten
- demonstrera förmåga att analysera och reflektera över
infrastrukturella och samhälleliga aspekter avseende hantering av
kritisk infrastruktur.
- demonstrera förmåga att reflektera över egna behov av
vidareutveckling av kunskaper och kompetens.
Kursinnehåll
I kursen introduceras och diskuteras viktiga aspekter som ligger
till grund för hantering av kritiska infrastrukturer, t.ex.
elkraftsystem, vattenförsörjningssystem, telekommunikationssystem
och transportsystem. Kursen ska därmed ses som en introduktion
till ämnesområdet kritisk infrastruktur och skydd av
samhällsviktig verksamhet. Viktiga aspekter som berörs är
kritiska infrastrukturers form, funktion och roll i samhället samt
centrala metoder och koncept för analys och hantering av kritiska
infrastrukturer. Metoder som täcks inom ramen för kursen är
exempelvis: nätverksteori som analysverktyg för komplexa
infrastruktursystem, riskhantering, tillgångsförvaltning (asset
management), livscykelanalys, beroendemodellering av
infrastrukturer, och konsekvensanalyser vid storskaliga
infrastrukturstörningar. Koncept som är viktiga för studenten
att förstå och reflektera kring under kursens gång är
exempelvis: risk, tillförlitlighet, osäkerhet, resiliens,
komplexitet och kontinuitet. En viktig del av lärandeprocessen är
att studenter ska applicera koncept och metoder på realistiska
representationer av infrastrukturer samt kunna knyta samman och
reflektera över de olika koncepten och metoderna.
Genom kursen sker en progression från en abstrakt till en mer
realistisk representation av infrastrukturer, där studenten ska
reflektera över olika modeller, metoder och koncepts styrkor och
svagheter. Kursen är därför indelad i ett antal delmoment som
guidar studenten genom viktiga begrepp och metoder. Till
delmomenten kopplas datorlaborationer för att studenterna ska
kunna tillägna sig och applicera metoder som introduceras i
kursen. Även lärarledda seminarium för varje centralt delmoment
i kursen ges där studenterna aktivt kan diskutera och reflektera
över temat och litteraturen samt jämföra ansatser för
problemlösning.
Examination av kursen sker genom uppsatser som behandlar kursens
olika delmoment samt ett avslutande projektarbete där antingen en
fördjupning av en eller flera delmoment alternativt en syntes av
samtliga delmoment redovisas (dvs. varje delmoment blir
ingångsvärden för det avslutande projektarbetet). Arbetet med
projektet diskuteras i ett lärarlett seminarium för att
studenterna även ska tillägna sig förmåga att muntligen
redovisa och diskutera sina ansatser och preliminära resultat samt
att ge konstruktiv feedback.
Kursens examination
Betygsskala: TH - (U,3,4,5) - (Underkänd, Tre, Fyra, Fem)
Prestationsbedömning: Examinationen är en sammanvägning av skriftliga uppsatser för projektuppgifterna samt en skriftlig avslutande projektuppsats. För godkänt betyg krävs aktivt deltagande på obligatoriska moment. Projektarbetet skall redovisas både muntligt och skriftligt.
Om så krävs för att en student med varaktig funktionsnedsättning ska ges ett likvärdigt examinationsalternativ jämfört med en student utan funktionsnedsättning, så kan examinator efter samråd med universitetets avdelning för pedagogiskt stöd fatta beslut om alternativ examinationsform för berörd student.
Delmoment
Kod: 0119. Benämning: Rapport Delmoment.
Antal högskolepoäng: 5. Betygsskala: TH. Prestationsbedömning: Godkänd skriftlig rapport Delmomentet omfattar: Individuella rapporter för projektuppgifterna
Kod: 0219. Benämning: Projektrapport.
Antal högskolepoäng: 2,5. Betygsskala: TH. Prestationsbedömning: Godkänd skriftlig rapport och muntlig redovisning Delmomentet omfattar: Individuell projektrapport och muntlig redovisning.
Antagningsuppgifter
Förkunskapskrav:
- FMAA01 Endimensionell analys eller FMAA05 Endimensionell analys eller FMAB65 Endimensionell analys B1
- FMAA01 Endimensionell analys eller FMAA05 Endimensionell analys eller FMAB70 Endimensionell analys B2
- EXTA60 Statistik eller FMS012 Matematisk statistik, allmän kurs eller FMS032 Matematisk statistik, allmän kurs eller FMS035 Matematisk statistik, allmän kurs eller FMS140 Matematisk statistik, allmän kurs eller FMSF20 Matematisk statistik, allmän kurs eller FMSF45 Matematisk statistik, allmän kurs eller FMSF50 Matematisk statistik, allmän kurs eller FMSF55 Matematisk statistik, allmän kurs eller FMSF70 Matematisk statistik eller FMSF75 Matematisk statistik, allmän kurs eller FMSF80 Matematisk statistik, allmän kurs
Förutsatta förkunskaper: Grundläggande förståelse för programmering.
Minst 150 hp från ett civilingenjörsprogram alt från brandingenjörsprogrammet vid LTH eller motsvarande utbildningsbakgrund och nivå om internationell student.
Begränsat antal platser: 20
Urvalskriterier: Avklarade högskolepoäng inom programmet. Studenter som har kursen listad som obligatorisk har platsgaranti. För övrigt ges förtur till studenter vars program har kursen listad i läro- och timplanen.
Kursen kan ställas in: Om färre än 12 anmälda.
Kurslitteratur
- Communication from the commission: on a European Programme for Critical Infrastructure Protection. Commission of the European communities, 2006. COM(2006) 786 final.
- Concerning measures for a high common level of security of network and information systems across the Union. The European Parliament and of the council, 2016. Directive (EU) 2016/1148.
- Fritzon, Å., Ljungkvist, K., Boin, A., & Rhinard, M.: Protecting Europe's critical infrastructures: problems and prospects. Journal of Contingencies and Crisis Management, 2007. 15(1), 30-41.
- Brown, K. A.: Critical path: a brief history of critical infrastructure protection in the United States. Spectrum Publishing Group, Incorporated, 2006.
- Protection of Vital Societal Functions & Critical Infrastructure: Fact sheet. Swedish Civil Contingencies Agency, Karlstad., 2016. MSB939.
- Failure to Act: Closing the Infrastructure Investment Gap for America’s Economic Future. American Society of Civil Engineers, 2016. Reston, VA, USA.
- Newman, M.E.: The structure and function of complex networks. SIAM Review, 2003. Vol. 45, No. 2, pp.167–256.
- Strogatz, S.: Exploring Complex Networks. Nature, 2001. Vol. 410, pp. 268-276.
- Grubesic, T.H., Matisziw, T.C., Murray, A.T., Snediker, D.: Comparative Approaches for Assessing Network Vulnerability. International Regional Science Review, 2008. Vol. 31, No. 1, pp. 88-123.
- Johansson, J., Hassel, H., & Zio, E.: Reliability and vulnerability analyses of critical infrastructures: comparing two approaches in the context of power systems. Reliability Engineering & System Safety, , 2013. Vol. 120, pp. 27-38.
- Zio, E.: Challenges in the vulnerability and risk analysis of critical infrastructures. Reliability Engineering & System Safety, 2016. Vol. 152, pp. 137-150.
- Johansson, J., Jonason Bjärenstam, R., Axelsdóttir, E.: Contrasting critical infrastructure resilience from Swedish infrastructure failure data. Safe Societies in a Changing World, Proceedings of ESREL 2018, , 2018. Trondheim, Norway, June 17-21.
- Koppenjan, J. F., & Enserink, B.: Public–private partnerships in urban infrastructures: reconciling private sector participation and sustainability. Public Administration Review, 2009. Vol. 69(2), pp. 284-296.
- Moteff, J.: Risk management and critical infrastructure protection: Assessing, integrating, and managing threats, vulnerabilities and consequences. Library of Congress Washington DC Congressional Research Service., 2005.
- Too, E. G.: A framework for strategic infrastructure asset management. In Definitions, concepts and scope of engineering asset management. Springer, London., 2010. Pp. 31-62.
- Schneider, J., Gaul, A. J., Neumann, C., Hogräfer, J., Wellßow, W., Schwan, M., & Schnettler, A.: Asset management techniques. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2006. Vol. 28(9), pp. 643-654.
- Rinaldi, B.S.M., Peerenboom, J.P. & Kelly, T.K.,: Identifying, Understanding, and Analyzing Critical Infrastructure Interdependencies. IEEE Control Systems Magazine, , 2001. Vol. 21(6), pp.11– 25.
- Rinaldi, S. M.: Modeling and simulating critical infrastructures and their interdependencies. Proceedings of the 37th annual Hawaii international conference on System Sciences, IEEE, 2004. Pp. 1-8.
- Buldyrev, S. V., Parshani, R., Paul, G., Stanley, H. E., & Havlin, S.: Catastrophic cascade of failures in interdependent networks. Nature, 2010. Vol. 464, pp. 1025-1028.
- Johansson, J., & Hassel, H: An approach for modelling interdependent infrastructures in the context of vulnerability analysis. Reliability Engineering & System Safety, , 2010. Vol. 95(12), pp. 1335-1344.
- Ouyang, M.: Review on modeling and simulation of interdependent critical infrastructure systems. Reliability engineering & System safety, , 2014. Vol. 121, pp. 43-60.
- Thacker, S., Pant, R., & Hall, J. W.: System-of-systems formulation and disruption analysis for multi-scale critical national infrastructures. Reliability Engineering & System Safety, , 2017. Vol. 167, pp. 30-41.
- Boin, A., & McConnell, A.: Preparing for critical infrastructure breakdowns: the limits of crisis management and the need for resilience. Journal of Contingencies and Crisis Management, 2007. Vol. 15(1), pp. 50-59.
- Little, R. G.: Toward more robust infrastructure: observations on improving the resilience and reliability of critical systems. Proceedings of the 36th Annual Hawaii International Conference on System Sciences, IEEE, 2003. Pp. 1-9.
- Ouyang, M., & Wang, Z.: Resilience assessment of interdependent infrastructure systems: With a focus on joint restoration modeling and analysis. Reliability Engineering & System Safety, , 2015. Vol. 141, pp. 74-82.
- Almklov, P., Antonsen, S., & Fenstad, J.: Post-disaster infrastructure restoration: A comparison of events for future planning. In Risk and Interdependencies in Critical Infrastructures , 2012. Pp. 211-225.
- Risk Management in Critical Infrastructures. Springer, London.
Kontaktinfo och övrigt
Kursansvarig: Jonas Johansson, jonas.johansson@risk.lth.se
Övrig information: Arbete med projektuppgifterna kan med fördel genomföras i samarbete mellan studenterna. Varje student skall dock enskilt kunna redovisa och svara för arbetet genom individuella uppsatser. En av projektuppgifterna kan genomföras som arbete i grupp om minst två och redovisas i en gemensam uppsats. Om gemensam redovisning sker måste varje gruppmedlem kunna presentera och ansvara för innehållet i uppsatsen. Uppfyller inte en medlem övrigas krav på aktiv medverkan, eller åsidosätter sina åtaganden, kan examinator besluta om omplacering till annan grupp eller underkänt betyg.