含恢复策略的复杂网络级联失效机理及其鲁棒性分析

简介：
本研究探讨了复杂网络中的级联失效现象，并提出了一种包含恢复策略的方法来增强网络的鲁棒性和抵御大规模失效的能力。 为了研究复杂网络在随机故障或蓄意攻击下的鲁棒性，我们考虑节点具有恢复和重复失效的特性，并构建了一个基于概率传播模式的级联失效模型。该模型中，设计了随着故障次数增加而逐渐降低的故障概率函数，并提出了两种不同的恢复策略：概率恢复（R）和阶段恢复（T）。通过这四种网络类型——ER、WS、NC以及BA进行研究，分析它们在不同条件下的恢复鲁棒性。 仿真实验考虑了模型中相关参数的变化情况及其对复杂网络级联失效过程中的鲁棒性的影响，并综合评估边的鲁棒性和节点的鲁棒性的性能权衡。根据仿真实验的结果，在概率恢复策略下，随着恢复率的增加，四种类型的网络在面对故障时其级联失效规模都能够得到有效的减小；而在阶段恢复策略中，当参数T值变化到不同的阈值时，四类复杂网络在其鲁棒性指标上均表现出明显的突变现象。