結合相関を持つScale-Freeネットワーク上のカスケード故障に対する防御戦略

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  • ケツゴウ ソウカン オ モツ Scale Free ネットワーク ジョウ ノ カスケード コショウ ニ タイスル ボウギョ センリャク
  • Defence Strategies for Cascading Failures on Scale-Free Networks with Degree-degree Correlations

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小さな初期故障源から次々と過負荷状態を引き起こすカスケード故障は,電力崩壊やインターネットの渋滞,企業連鎖倒産などにも見られ,ときとして大規模な被害を招く.その故障規模は,ネットワーク上の負荷や容量の分布だけでなく,ネットワークの結合構造にも依存するため,現実の多くのネットワークに共通するscale-free (SF)構造に着目した防御策の検討が重要となる.本論文では,社会的あるいは技術・生物的ネットワークの特徴である結合相関を持つSFネットワーク上のカスケード故障を分析し,応急処置的な配線替えによる防御戦略を提案する.シミュレーションの結果,結合相関のタイプに従って故障規模が異なることや,負荷の耐性容量に多少余裕があれば,提案した防御戦略が従来のノード除去に基づく防御戦略よりも効果的であることが分かった. : Cascades of overload failures triggered by small initial failures or attacks are sometimes occurred and propagated to very large damage such as blackout of power grid, packet congestion in the Internet, chain reaction bankruptcies, and so on. Since the damaged size depends on the heterogeneously distributed load or capacity and the topological structure of network, it is very important to study defense strategies on the scale-free (SF) structure that found in many real networks. We investigate the cascading failures on SF networks with degree-degree correlations which is one of the characteristics in social or technological/biological networks, and propose a defense strategy based on emergent rewiring. Simulation results show that the differences of damaged size appear on the networks according to the types of degree-degree correlations, and that our proposed defense strategy is more effective than the conventional defense strategy based on intentional removals, when the tolerant capacity of load is reasonable and not so limited.

identifier:https://dspace.jaist.ac.jp/dspace/handle/10119/4067

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