供需相依网络中灾难性故障的预防与缓解

我们针对一类特殊的相依网络——供需网络,提出了一个通用系统模型,其中需求节点与供应节点分别关联异质负载与资源。我们的模型揭示了由资源/负载波动引发的独特级联故障机制,进而为开展相依网络的压力分析打开了大门。与现有主要关注节点连通性的文献不同,我们致力于开发有效的资源分配方法,以预防此类级联故障的发生,并在故障发生时对其进行缓解/遏制。为预防级联故障,我们识别了一些危险的压力机制,并据此从资源配置方案的角度量化了网络的鲁棒性。随后,我们在两种资源/负载波动情景下确定了最优资源配置:均匀波动与比例波动。我们进一步研究了考虑节点间异质资源共享成本的最优资源配置问题。为缓解/遏制正在发生的级联故障,我们提出了两种网络自适应机制: intentional failure(有意失效)与资源重调整,并基于此提出一种算法,在缓解正在发生的级联故障的同时,以高鲁棒性强化存活网络以避免进一步故障。