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级联失效与鲁棒性
资料介绍
一、级联失效的基本概念
级联失效是复杂网络系统中典型的连锁故障现象，指网络中少数节点或连边因外部干扰或自身故障丧失功能后，故障通过节点间的耦合连接不断传播，最终导致网络中大部分甚至全部节点丧失功能的过程。现实中绝大多数基础设施网络都存在级联失效风险，例如电力网络中某条输电线路过载跳闸后，会将原有负荷转移到相邻线路，引发相邻线路过载跳闸，最终导致大面积停电；交通网络中某一主干路段发生交通事故堵塞后，车流会分流到周边支路引发周边路段拥堵，最终导致整个城市交通网络瘫痪；通信网络中核心路由器故障后，数据包会重新路由到其他路由器，引发其他路由器缓冲区溢出，最终导致全网通信中断。
级联失效的核心特征是故障的放大效应，初始故障往往只涉及极少数节点，但由于网络流量、负荷的重新分配，故障会沿着连接路径不断扩散，最终引发远超出初始故障影响范围的大面积瘫痪，这种放大效应和网络的拓扑结构、负荷分配机制、节点容量约束密切相关。
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