相互依存网络鲁棒性研究综述

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1、电子科技人学学报JournalofUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina相互依存网络鲁棒性研究综述李国颖1,成柏松1,张鹏1,李大庆2(1.北京邮电大学理学院北京海淀区100876;2.北京航空航夭大学可靠性与系统工程学院北京海淀区100191)【摘要】对相互依存网络的研究现状进行综述。介绍了相互依存网络的概念和模熨，并简单描述了相互依存网络上的级联失效过程。根据网络的拓扑结构，分別从一对一连接关系的相互依存网，多对多连接关系的相互依存网，多层网络系统以及无标度网络构成的相互依存网络四个

2、部分介绍相互依存网的鲁棒性研究，及其鲁棒性的提升方法。最后对相互依存网络的研究现状进行小结并对未來发展做出展望。关键词级联失效；相互依存网络；相变；鲁棒性中图分类号N94文献标志码Adoi:10.3969/j.issn.1001-054&2013.01.006ReviewoftheInterdependentNetworksLIGuo-yingi,CHENGBai-songi,ZHANGPengi,andLIDa-qing2(1.SchoolofScience,BeijingUniversityofPostsandTelecommunicatio

3、nsHaidianBeijing100876：2.Sch(x>lofReliabilityandSystemEngineering,BeijingUniversityAeronauticsandAstronauticsHaidianBeijingI(X)191)AbstractAbrieflyreviewabouttheinterdependentnetworksisgiveninthisarticle・Theconceptandmodelsofinterdependentnetworksareintroduced.Thefailureofnod

4、esinonenetworkmaytriggercascadingfailuresandcatastrophicconsequences・Accordingtothetopologyofthesystem,theexistingempiricalresearchontherobustnessofinterdependentnetworksisreviewedfromfouraspects:thesystemswithone-to-oneconnectionrelationship,thesystemswithmultipledependencie

5、s,thesystemsofnetworks,andthescale-freenetworks.Theexistingmethodsforenhancingnetworkrobustnessaregiven.Atlast,theresearchoninterdependentnetworksisbrieflysummarized・Keywordscascadingfailure;interdependentnetworks;phasetransition;robustness收稿日期：2012-10-31基金项目：国家自然科学基金(1114711

6、9,61104144):中央高校基本科研业务费专项戦金(2012RC0707)作者简介:李国颖(1989-)，男，硕士生,主要从事复杂系统.相互依存网络方面的研究.自从小世界特性⑴和无标度特性⑵被提出以來，国内外掀起一股研究复杂网络的热潮。经过I•几年的研究，科学家们形成了一套行Z有效的复杂网络理论，这个理论已成为研究复杂系统和复杂性科学的重要工具。复杂网络的研究具有重要的现实意义，社会屮的很多实际系统都可以被抽象成复杂网络进行研究。如生态系统"⑷、交通运输系统号计算机网络系统恢经济系统引等。其屮，对关系到国计民生的重耍基础设施系统的研究显得尤为

7、重要，通过分析这些网络的鲁棒性，能够揭示系统朋溃的条件及规律，找出预防基础设施系统崩溃的办法，使得社会经济生活更加稳定。21世纪初，己经有人从工程学的角度，分类、建模、分析了基础设施系统间的相互依存关系，评估这些系统在遭受突发状况或自然灾害时的脆弱性。文献［9］将基础设施系统间的相互依存关系分为四类：物理依存关系、网络依存关系、地理依存关系以及逻辑依存关系。文献［10］指出基础设施系统之间的相互依存关系既是一种契机，也是导致系统脆弱性的关键所在。在基础设池系统建设中，通过分析基础设施系统毁坏的丿力史案例，结合系统脆弱件的指标，可以针対性地减少不利

8、的和互依存关系。文献［11］调查了2001年世界贸易屮心遭受恐怖袭击后造成的持续件影响，认为不同的相互依存关系需要不同的风险管理策略。文