非马尔可夫随机游走刻画网络对非局部级联的鲁棒性
物理与社会
2022-04-19 v1 统计力学
摘要
现实世界网络中的局部扰动有可能触发全系统层面的级联失效，阻碍其运行与功能。解析处理此问题的标准方法大多基于静态描述（如渗流）或基于失效通过近邻连接演化的模型，关键未能捕捉真实级联典型的非局部行为。我们引入一种动力学模型，将网络上的失效传播映射为自回避随机游走，其在每步以一定概率向运行中的系统单元进行非局部跳跃。尽管该过程具有固有的非马尔可夫性质，我们仍能够刻画系统的非平衡临界行为以及级联的停止时间分布。我们在合成及经验生物与交通网络上的数值实验与理论预期高度吻合，证明了我们的框架能够量化具有互联结构的复杂系统对非局部级联失效的脆弱性。
引用
@article{arxiv.2204.08407,
title = {Non-Markovian random walks characterize network robustness to nonlocal cascades},
author = {Angelo Valente and Manlio De Domenico and Oriol Artime},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.08407},
year = {2022}
}