相互依赖网络中的灾难性级联失效
无序系统与神经网络
2015-05-13 v1
摘要
许多系统，从工程系统到医疗系统再到社会系统，只能通过多个相互依赖的网络来恰当表征，这些网络的正常运行相互依赖。一个网络中一小部分节点的失效可能导致另一个网络中的失效。这反过来又可能引起第一个网络中更多节点的进一步故障，依此类推。这种由仅一个网络中一小部分节点失效引发的级联失效，可能导致所有网络的完全分裂。我们引入了一个用于研究相互依赖网络的模型和分析框架。我们获得了有趣且令人惊讶的结果，这些结果将显著影响鲁棒真实网络的设计。对于两个相互依赖的Erdos-Renyi (ER)网络，我们发现两个网络都崩溃的临界平均度是<k_c>=2.445，而单个ER网络的<k_c>=1。此外，对于单个网络，更宽的节点度分布会导致对随机失效更高的鲁棒性，而对于相互依赖的网络，分布越宽，网络对随机失效就越脆弱。
引用
@article{arxiv.0907.1182,
title = {Catastrophic cascade of failures in interdependent networks},
author = {Sergey V. Buldyrev and Roni Parshani and Gerald Paul and H. Eugene Stanley and Shlomo Havlin},
journal= {arXiv preprint arXiv:0907.1182},
year = {2015}
}