动态流网络中的重尾分布：其涌现的普遍解释
物理与社会
2026-01-06 v1 概率论
摘要
过载引起的级联故障可导致广泛网络系统（如电网、交通网络或金融系统）遭受严重 disruption。经验研究在多个领域报告，这类disruption的规模常常遵循帕累托分布或重尾分布。虽然许多模型能够再现这种规模行为，但它们要么针对特定领域进行调制，要么基于简化机制忽视了过载级联行为的关键方面。因此，对驱动这些设置下规模自由行为的通用机制的理解仍不完整。在本文中，我们发展了一种针对流网络的普遍且可解析的过载级联故障模型，提供了一种全新视角，解释了帕累托尾部disruption如何在网络中涌现。我们的框架在温和假设下表明，重尾disruption可自然地从帕累托尾部外部输入中产生，并建立了连接输入端尾指数与输出端尾指数之间的转换律。我们进一步识别了导致级联成本呈现重尾分布的广泛条件，表明该机制在电力传输、交通网络和加工系统等多个领域中均具有鲁棒性。我们的结果为过载驱动系统中规模自由故障的统一解释提供了解释，并将此前在特定应用中不相关的模型置于统一框架之下。
引用
@article{arxiv.2601.01975,
title = {Heavy tails in dynamic flow networks: Universal explanation of their emergence},
author = {Agnieszka Janicka and Fiona Sloothaak and Maria Vlasiou and Bert Zwart},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.01975},
year = {2026}
}