Saudi Cultural Missions Theses & Dissertations
Permanent URI for this communityhttps://drepo.sdl.edu.sa/handle/20.500.14154/10
Browse
2 results
Search Results
Item Restricted SERVICE NETWORK OPTIMIZATION TO GUIDE DECISIONS ON INFRASTRUCTURE INVESTMENT(George Mason University, 2023-12-13) Alyahya, Bedor; Brodsky, AlexanderInterrelated infrastructures, such as manufacturing, supply chain, renewable energy and smart grid, are critical for achieving long-term organizational and societal goals and enabling future growth. Deciding on infrastructure portfolio investment is a complex problem, given the uncertainty in future supply and demand, the rapid emergence of new technologies, and non-trivial operational interactions among the infrastructure components. Today, models and systems supporting stakeholders in infrastructure investment decisions either (1) express the investment model in high-level financial terms, which fails to accurately express the underlying operational system behavior over the investment time horizon, or (2) are hard- wired to a siloed domain-specific investment problem, which does not take into account interactions with interrelated infrastructures across the silos and inhibits the widespread adoption and re-usability of these models. Thus, both accurate and flexible investment decision models and systems are needed to recommend investment alternatives and guide stakeholders in making Pareto-optimal trade-o↵s between competing performance indicators such as total cost of ownership, carbon emissions and quality of service. This dissertation is driven by the need to overcome the aforementioned gap of investment decisions made in silos, as opposed to accounting for the synergistic value of strongly interdependent infrastructures. More specifically, the key contributions of this dissertation are as follows. First, designed and developed are formal predictive Analytic Models (AM) for both steady-state and tran- sient Service Networks. These models express metrics, capacity, and demand constraints over a specified time horizon as functions of fixed and controllable parameters, representing investment choices and precise operational settings throughout investment periods. Second, developed is a modular, extensible repository of investment component models, such as pumps, renewable energy sources, water and energy storage, Reverse Osmosis plants, transformers, energy contracts and electric and gas boilers, renewable energy certificates (RECs) and carbon o↵sets. Third, designed and developed are Decision Guidance Systems for both steady-state and transient models for investment in Service Networks. These systems optimize performance metrics and analyze Pareto-optimal trade-o↵s between di↵erent financial, environmental, and quality-of-service investment objectives leveraging a mixed-integer linear programming solver. As a specialization in the domain of Energy and Sustainability, developed is the Green Assessment and Decision Guidance Tool (GADGET.) Finally, a case study is conducted to provide recommendations to George Mason Uni- versity’s stakeholders on the most cost-e↵ective approach to achieve its carbon neutrality goals by 2040. GADGET provides recommendations for Pareto-optimal operational settings and investment choices related to the integration of renewable energy sources and related infrastructures with existing systems.4 0Item Restricted An Ontological Framework for Implementing Soft Mobility Knowledge Model in Urban Areas(Saudi Digital Library, 2023-07-17) Bahshwan, Rakan; De Lotto, Robertoهذه الدراسة عبارة عن أطروحة دكتوراه ساهمت في مجال التخطيط والتصميم والسياسة الحضرية لا سيما في مجال التنقل والنقل. كثيرًا ما يتم تكليف خبراء النقل والمؤسسات الحكومية بإجراء البحوث النظرية والتطبيقية من أجل تطوير وتحسين أداء أنظمة النقل الوطنية الخاصة بهم. يعد تخطيط التنقل مجالًا واسعًا يعتمد على بيانات من تخصصات علمية متعددة. عند التخطيط للتنقل من المهم تبني منظور شامل يأخذ في الاعتبار الجوانب المختلفة المتعلقة بالتنقل السهل. اليوم يعد التنقل السهل (مثل المشي والدراجات الهوائية) شكلاً أساسيًا من أشكال التنقل الحضري المستدام حيث إنه يوفر الطاقة، ويحسن الصحة، ويوفر خيارات نقل ميسورة ومرنة، ويقلل من الازدحام المروري، ويحسن العلاقات والاندماج الاجتماعي، ويعزز إمكانية الوصول، ويجدد الحياة في المساحات العامة، ويدعم السياحة، ويقلل من الانبعاثات الضارة. لكي يكون التنقل السهل فعال في بيئة حضرية يجب أن يكون مترابط ونظيري. بالإضافة إلى ذلك مطلوب عملية أو نظام دعم القرار لإدارة العناصر الحضرية وعناصر نظام التنقل السهل مثل التكاليف العامة للبنية التحتية، والتكاليف العامة للصيانة، والحوافز العامة المحتملة للدراجات الهوائية أو الدراجات الكهربائية، والتكاليف الخاصة لشراء وسائل التنقل، والتكاليف الخاصة للوقت، والنمذجة. في الحقيقة هناك حاجة إلى علم الوجود (الأنطولوجيات) الشامل والدقيق لعملية النمذجة وأنظمة دعم القرار. علم الوجود مناسب تمامًا لمواجهة تحديات تعقيد النظام والبيانات غير المنظمة بشكل جيد. يركز استخدام مناهج تطوير علم الوجود في المقام الأول على تحديد المفاهيم التي يمكن تفسيرها آليًا والعلاقات بين هذه المفاهيم في مجالها. يوفر ذلك فوائد كبيرة للعديد من التخصصات العلمية بما في ذلك التنقل والنقل. كما أن هنالك آخرون تابعوا أهداف إنشاء ومشاركة مفاهيم المجال بهدف السماح لخبراء المجال بإعادة استخدام معرفة المجال، وتمكين الباحثين من تحليل معرفة المجال والتعبير عن افتراضاته، ومساعدة الأفراد ووكلاء البرمجيات في فهم بنية مفاهيم المجال. وبالرغم من ذلك إلا أننا نجد نقصا في الاهتمام البحثي في مجال تخطيط التنقل للتنقل السهل. تم نشر عدد قليل من تطوير المشاريع الوجودية المتعلقة بالحركة اللينة منذ عام 2002. من أجل ذلك الغرض استخدمت هذه الدراسة مناهج تطوير علم الوجود لإنشاء نموذج معرفي للتنقل السهل في الويب الدلالي لتوفير معلومات واضحة ومبسطة وأساسية للمخططين والمهندسين والمشغلين في مجالات التنقل والنقل على جميع مستويات الحكومة والإدارة لتحقيق الاستدامة في قرارات التنقل الحضري. ركزت هذه الدراسة على العناصر الأساسية للعلاقة المكانية والتي تتكون من البنية التحتية للتنقل السهل، والشبكات للتنقل السهل، والأنماط للتنقل السهل، والتدفقات للتنقل السهل، ينصب تركيزها فقط على المشي وركوب الدراجات. تم اعتماد وتنفيذ المراحل التالية للدراسة: تحديد الهدف والنطاق، وجمع المعلومات واستخراجها، والهيكلة الأولية، وإضفاء الطابع الرسمي، والنشر، والتقييم. كما تم اختيار منهجية بسيطة لهندسة المعرفة مبنية على برنامج بروتيجيه "Protégé" وهي طريقة تم الاستشهاد بها على نطاق واسع لتطوير علم الوجود. أدى ذلك إلى تطوير نموذج معرفة شامل للتنقل الناعم باعتباره علم الوجود الثقيل في لغة أنطولوجيا الويب "OWL". تم تحديد العديد من مفاهيم العناصر المكانية الأساسية وحالاتها، وتم توضيح عدد قليل من حيث تحديد كيفية تصرفهم. أخيرًا وفر النموذج أيضًا تمثيلًا بيانيا للتنقل السهل والوصول التلقائي إلى البيانات القائمة على علم التنقل السهل. سوف يستفيد المهتمون بالتخطيط والتصميم والسياسة في المناطق الحضرية وخاصة التنقل والنقل من هذه الدراسة.46 0