論文の概要: Multidimensional Resilience for Electrical Power Systems: Systematic Review, Integrated Index, and Validation under Real-World Cyber-Physical Attack Scenarios

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.08062v1
• Date: Sat, 06 Jun 2026 08:51:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-09 14:42:05.705288
• Title: Multidimensional Resilience for Electrical Power Systems: Systematic Review, Integrated Index, and Validation under Real-World Cyber-Physical Attack Scenarios
• Title（参考訳）: 電力システムの多次元レジリエンス:実世界のサイバー物理攻撃シナリオ下でのシステムレビュー、統合インデックス、検証
• Authors: Isaac Ortega Romero, Ioannis Zografopoulos,
• Abstract要約: エネルギーシステムの脱炭は、従来のレジリエンスアプローチでは捕捉できない脅威に晒された複雑なインフラに電力システムを変換した。 本研究は, 単次元評価において, 複数次元の同時故障による劣化を捉えることができないことを示す。 PRISMA 2020のレビューでは、5つのレジリエンス次元にわたる方法論的ギャップと未解決の依存関係を特定している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.21485350418225238
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The accelerating decarbonization of energy systems has transformed electrical power systems into complex infrastructures exposed to threats whose interactions generate systemic vulnerabilities that conventional resilience approaches fail to capture. Although resilience assessment has expanded across multiple dimensions, existing studies largely examine them in isolation or adjacent pairs, leaving cross-dimensional couplings insufficiently explored. This study demonstrates i) that single-dimension assessments fail to capture the degradation produced by simultaneous cross-dimensional failures, ii) the nonlinear amplification emerging when physical, operational, and digital-cyber dimensions are jointly compromised, and iii) the intensification imposed by climatic and economic-regulatory stressors. To this end, we leverage a hybrid quantitative methodology. A PRISMA 2020 review with backward and forward snowballing identifies methodological gaps and unresolved dependencies across five resilience dimensions: physical, operational, digital-cyber, climatic-external, and economic-regulatory. Following this analysis, a Multidimensional Resilience Index (MDRI) is developed to capture endogenous couplings and exogenous amplification effects and is validated under escalating cyber-physical attack scenarios inspired by the December 2025 attack on Polish energy infrastructure. Results show that degradation under cascading and simultaneous failures is nearly eight times greater than under isolated stress, while exogenous conditions amplify degradation by an additional factor approaching six, with 72% of this amplification driven by exogenous stressors. Combined, these mechanisms produce a 46-fold increase in resilience loss compared to a single-vector reference.
• Abstract（参考訳）: エネルギーシステムの脱炭素化の加速は、従来のレジリエンスアプローチでは捉えられないようなシステム上の脆弱性を発生させる脅威に晒された複雑なインフラに電力システムを変換した。 レジリエンス評価は複数の次元にまたがって拡張されているが、既存の研究はそれらを孤立または隣接するペアで検討し、クロス次元結合は十分に調査されていない。 この研究が示す 一 複数次元の同時故障による劣化を捉えることができないこと。 二 物理的、操作的、デジタル・サイバー次元が共同で妥協したときの非線形増幅 三 気候及び経済規制ストレスの強化 この目的のために、我々はハイブリッドな量的方法論を活用している。 PRISMA 2020のレビューでは、物理的、運用的、デジタルサイバー、気候-外部、経済規制という5つのレジリエンスの領域で、方法論的なギャップと未解決の依存関係を識別している。 この分析の後、MDRI(Multidimensional Resilience Index)が開発され、内因性結合と外因性増幅効果を捉え、2025年12月のポーランドのエネルギーインフラ攻撃に触発されたサイバー物理攻撃シナリオのエスカレートの下で検証される。 その結果、カスケードと同時故障による劣化は孤立応力の8倍近く大きいが、外因性条件は6に近づく追加因子による劣化を増幅し、この増幅の72%は外因性ストレスによるものであることがわかった。 これらの機構を組み合わせると、単一ベクトル参照と比較して46倍のレジリエンス損失が生じる。

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