非对称相依网络级联失效的深度研究：随机与蓄意攻击影响

本文研究的核心内容是"不同链接下非对称相依网络的级联失效"。在现实世界中，网络关系并非总是对称的，而是存在着显著的非对称性。传统上，研究者在探讨相依网络的级联失效现象时，倾向于聚焦于对称相依网络。然而，为了全面理解网络的鲁棒性，本文尝试填补这一空白，特别关注非对称相依网络的问题。 研究者首先构建了基于典型Barabási-Albert(BA)无标度网络和Watts-Strogatz(WS)小世界网络的非对称双层相依网络模型。这种网络结构考虑了现实网络中的复杂连接方式，使得级联失效的研究更具普适性。在实验设计上，他们分别在随机攻击和蓄意攻击两种不同的环境下考察网络的相依程度、相依模式以及子网络的拓扑结构如何影响网络的故障传播。 在随机攻击的场景下，研究发现度正相关的非对称相依网络表现出较低的鲁棒性。这意味着当网络中的节点连接度越高，它们的失败可能引发更多的次级连锁反应，导致整体网络的崩溃。这提示我们在设计具有高冗余度和均衡度分布的网络时，需要特别关注防止过度集中。 另一方面，蓄意攻击下的结果显示，度负相关的非对称相依网络在级联失效中表现出弱鲁棒性。这意味着在网络中，如果节点间的连接度呈负相关，即高连接度节点较少与低连接度节点相连，那么这种网络结构对于恶意攻击来说更容易受到破坏。同时，网络的拓扑结构，如节点之间的连接模式和聚类程度，对级联失效的影响也得到了证实，不同的网络结构可能导致不同的失效模式。 这篇论文的重要贡献在于，它不仅扩展了关于级联失效的研究范围，还揭示了非对称相依网络在不同攻击策略下的响应特性。这对于理解和预测复杂系统，如电力电网、通信网络或金融系统中的风险扩散具有重要的理论价值。此外，这些发现也为网络设计者提供了策略，帮助他们优化网络结构以提高其抵御级联失效的能力。