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年以来，我们一直在研究功能网络的鲁棒性和稳定性，其中这些网络的功能是通过复杂网络（例如电网，互联网和公司间交易网络）上的一些流动来表达的。 2015年初，我写了一篇关于上一年研究的论文，“考虑到负载波动的复杂网络抗失败级联的稳健性”。本文已发表在同行评审的欧洲杂志物理评论E.中。作为上述高级研究，我们提出了一个网络模型，该网络模型结合了由过载故障导致的网络崩溃动态的组合动态，而与增长相关的节点数量动态的增加，并由数值模拟证明，并通过网络结构自发地接近临界状态和创造性结构，从而证明了网络数量的动态。这是世界上第一个证明非欧亚人空间中的分形结构通过自组织的批判性表达的研究，传统上被认为是嵌入实际空间（如海岸线，山脉和河流）中的分形结构的机制。这项成就已发表在《日本物理学会》的同行评审欧洲杂志上。这些系列研究已经在学术会议和研究会议上进行了多次介绍。在最初计划的功能网络提案之前，我们对过载故障具有鲁棒性，我们已经确定了功能网络的大小与其稳定性之间的关系。目前，这项研究的结果正在准备提交论文。对过载故障的功能网络的建议是作为构成网络的节点的耐受性分布的问题。目前，本文尚未在写作阶段，但我们计划进行更详细的研究并撰写论文。