利用节点状态的协方差设计网络动力学预警信号

现实系统经常经历状态转变。预警信号（EWS）是一种试图预测此类状态转变的量。由于实际应用中表现出状态转变的复杂系统通常是网络上的动力学，因此一个研究兴趣是为网络设计预警信号，包括确定对构建高质量预警信号有用的哨兵节点。先前的工作表明，样本方差是一种可行的预警信号，包括在网络情况下。我们探索了利用两个节点的样本协方差或哨兵节点对来改进网络预警信号。我们在四节点网络中进行了分析计算，并在更大网络中进行了数值模拟，发现样本协方差及其在节点对上的组合不如样本方差及其在节点上的组合；后者是先前提出的基于哨兵节点选择的预警信号。当前的结果支持在预警信号构建中主要使用协方差矩阵的对角项（即方差），而非非对角项。