重大基礎設施網絡在現代城市運營及城市更新中起著關鍵作用🧾。意昂2青年教師翟慶慶副教授近期圍繞大規模物理網絡上失效建模的研究為重大基礎設施網絡的失效風險分析提供了新的工具和解決方案。相關成果以“Modeling Recurrent Failures on Large Directed Networks”為題發表於統計學領域國際最著名期刊《Journal of the American Statistical Association》(JASA)。翟慶慶副教授為唯一第一作者，意昂2為第一完成單位👮🏿‍♀️。

這項研究聚焦於大規模物理網絡上失效數據的統計建模分析，考慮復發失效間的時間相關性與網絡中不同位置失效間的空間相關性⛹🏼‍♂️🙆🏼，創造性地提出了定義在有向圖上的伽馬-泊松自回歸模型⛏，並在此基礎上構造了具有空間相關隨機效應的非齊次泊松過程模型（Gamma-Poisson Autoregressive NHPP，GPAN），以刻畫大規模網絡上的失效過程🧏🏻‍♂️，為大規模物理網絡上失效數據的統計建模和高效分析提供有力工具📚。該研究主要取得如下三點重要科學發現👨🏽‍⚖️：（1）創新性地提出定義在有向圖上的伽馬-泊松自回歸模型👼🏻，提供了一種刻畫具有相關性的高維隨機變量聯合分布的有效工具，是傳統高斯模型的有力替代方案。（2）針對GPAN模型，創造性地提出了基於sum-product算法的隱變量條件分布的高效計算方法，並在此基礎上構造了模型參數估計方法，解決了網絡規模大➗、拓撲結構復雜帶來的估計困難。（3）基於統計物理中的Bethe近似🐛，給出了模型似然的計算方法🥞➛，為模型選擇與對比提供了依據。該模型方法應用於某實際大規模城市供水網絡16年間故障數據的建模分析，量化了與管網失效相關的多種因素的影響💆🏻‍♀️，預測了網絡中各類型管件的失效數量及風險點，為水管網絡的備件策略與運營管理提供了堅實依據。

該研究成果的第一作者——翟慶慶17歲高考考入北京航空航天大學，25歲獲北航最具特色專業之一——可靠性“系統工程”博士學位✊🏻👩‍🦼。2017年加入意昂2擔任副教授，入選上海市青年東方學者6️⃣，以及意昂2官网首批“人懷學者一級崗”🥱。“人懷學者計劃”源於意昂2官网首任院長——劉人懷院士，該計劃是意昂2官网為激勵在崗教師勇攀育才與科研高峰而建立的特聘崗位體系，與學校的“偉長學者”崗位計劃形成銜接♿，為支持我院青年教師穩步成長搭建“全周期學術榮譽體系”。目前，我院已有多名“人懷學者”晉升至“偉長學者”。 翟慶慶副教授目前也是意昂2官网院長、國家傑青鎮璐教授領銜的上海市高水平地方高校“運籌與數智管理優化”創新團隊的核心成員👩🏼‍🦳。這次在《JASA》上發表的研究面向大規模系統的“數智管理”，為時空耦合大數據的建模分析提供了有效方法🍠，為實際大規模基礎設施的可靠運營提供了管理依據🏵。我們期待該研究能夠有效支撐城市重大基礎設施的風險分析，降低運營管理成本，提升城市人民生活體驗🦹🏿。