過負荷故障カスケードに対する複雑ネットワークの頑強性

复杂网络对抗过载故障级联的鲁棒性

基本信息

批准号：
14J01323
负责人：
水高将吾
金额：
$ 0.65万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

平成２６年度から電力網やインターネット、企業間取引ネットワークなど複雑ネットワーク上の何らかの流れによって、それらネットワークの機能が発現する機能性ネットワークの頑健性・安定性に関する研究を遂行してきた。２７年度始めには、前年度に行った研究である「負荷揺らぎを考慮した過負荷故障カスケードに対する複雑ネットワークの頑健性」に関して論文を執筆した。本論文は査読付き欧文誌Physical Review Eへ掲載されている。上記の発展研究として、過負荷故障によるネットワークの崩壊ダイナミクスと成長に伴うノード数増大ダイナミクスの複合ダイナミクスを取り入れたネットワーク・モデルを提案することで、ネットワーク構造が自発的に臨界状態へと近づきフラクタル構造を発現することを数値シミュレーションによって示した。これは海岸線や山並み、河川など実空間（ユークリッド空間）に埋め込まれたフラクタル構造の発現メカニズムであると従来考えられてきた自己組織化臨界性によって非ユークリッド空間のフラクタル構造が発現することを示した世界で初めての研究である。この成果は査読付き欧文誌Journal of The Physical Society of Japanに掲載されている。これらの一連の研究に関しては学会・研究会において複数回発表を行っている。当初予定していた過負荷故障に頑健な機能性ネットワークの提案に先駆け、機能性ネットワークのサイズとその安定性の間の関係を明らかにした。この研究成果については、論文の投稿準備中である。過負荷故障に頑健な機能性ネットワークの提案に関しては、ネットワークを構成するノードの耐性分配の問題としてアプローチした。現在のところ論文を執筆する段階には至っていないが、さらに詳細な研究を行い論文を執筆する予定である。

自2014财年起，我们一直在开展功能网络的鲁棒性和稳定性研究，其中电网、互联网、公司间交易网络等复杂网络的功能通过一定的流来表达。 2017 年初，我写了一篇关于前一年进行的研究的论文，“考虑负载波动的复杂网络对过载故障级联的鲁棒性”。该论文已发表在欧洲同行评审期刊Physical Review E上。作为上述研究的进一步发展，我们提出了一种网络模型，该模型结合了由于过载故障而导致的网络崩溃动态和由于增长而导致的节点数量增加动态的组合动态，从而使网络结构自发地接近临界状态并创建分形结构数值模拟表明这种情况发生了。这表明非欧几里得空间中的分形结构是由于自组织临界性而出现的，此前人们认为这是嵌入在海岸线、山脉和河流等真实空间（欧几里德空间）中的分形结构的表达机制。这是世界上首次研究。该结果已发表在同行评审的欧洲期刊《日本物理学会杂志》上。该系列研究成果已多次在学术会议和研究会议上发表。在按照原计划提出对过载故障具有鲁棒性的功能网络之前，我们澄清了功能网络的规模与其稳定性之间的关系。我们目前正在准备提交一篇有关这项研究结果的论文。关于对过载故障具有鲁棒性的功能网络的提议，我们将其视为构成网络的节点之间的容忍分布问题。虽然我们还没有达到写论文的阶段，但我们计划进行更详细的研究并写一篇论文。