基础设施系统的“弱”相互依赖导致多层网络中的混合逾渗相变

在这项工作中，我们提出了一种相互依赖的多层网络模型和逾渗过程，该模型通过允许某些节点在其相互依赖的邻居失效时存活，比以往模型更好地匹配基础设施。我们考虑了一种节点到链接的故障传播机制，并通过容忍参数 $\alpha$ 在各层之间建立“弱”相互依赖，该参数量化了节点在其某个相互依赖邻居失效时存活的概率。我们通过任何单个层的巨连通分量的最终规模来衡量其鲁棒性。解析和数值结果表明，弱相互依赖产生了一个引人注目的现象：位于多层系统内不同位置的层经历截然不同的逾渗相变。特别是，高超度值的层以突变方式逾渗，而低超度值的层则同时表现出连续和突变相变。我们称这一新颖现象为混合逾渗相变，它对网络鲁棒性具有重要影响。先前未考虑级联容忍度和层超度的结果可能低估或高估了真实系统的脆弱性。此外，由于 $\alpha$ 代表了用于缓冲基础设施资产免受级联影响的各种风险管理策略的通用度量，我们的模型揭示了节点保护活动如何影响相互依赖多层系统中的故障动力学。