Structural Vulnerability Analysis of Electric Power Distribution Grids
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；IBM T. J. Watson Research Center（IBM T.J.沃森研究中心）
本文研究电力配电网的脆弱性和鲁棒性，提出量化指标以评估资产关键性，通过实际数据验证方法有效性。
2015-06-25 cs.SY eess.SY physics.soc-ph
Structual Vulnerability of the Nematode Worm Neural Graph
研究了C.连通图在节点和边移除情况下的连通分支数和最大连通分支的大小。线虫的神经系统通过研究两个子图-化学突触的有向图和电连接的无向图-我们观察到，添加少量的无向边大大减少了完整图中组件的数量。在随机节点和边缘去除下，C. Elegans图显示出显著的结构鲁棒性。然后，我们将这些结果与一些典型图模型的脆弱性进行比较。
2012-08-16 cond-mat.dis-nn physics.soc-ph q-bio.NC
Robustness analysis in an inter-cities mobility network: modeling municipal, state and federal initiatives as failures and attacks
受COVID-19疫情相关挑战和寻求最佳遏制策略的启发，我们提出了一个城市间移动复杂网络的鲁棒性分析。我们将市政举措抽象为节点故障，将联邦行动抽象为有针对性的攻击。geo（graphs）的方法被应用到可视化的地理图形，并产生地图的拓扑指数，如度和脆弱性。巴西2016年的数据被认为是一个案例研究，有5000多个城市和27个州。基于网络的鲁棒性指数，我们表明，最有效的攻击策略转移从拓扑度为基础的，所有城市的网络，以拓扑可扩展性为基础的，考虑巴西国家作为节点的网络。此外，我们的研究结果表明，个别市政府的行动并没有造成很大的影响，流动性限制，因为他们往往是准时和断开的国家现场作为一个整体。相反，特定城市的协调隔离是分离整个网络区域的关键，从而防止蔓延过程盛行。
2020-04-08 cs.SI physics.soc-ph
Universal vulnerability in strong modular networks with various degree distributions between inequality and equality
Japan Advanced Institute of Science and Technology（日本科学技术高等学院）
本文研究不同度分布网络在节点故障下的连通性，发现强模块化结构会使不平等与平等之间的各类网络普遍变得极其脆弱，并提出平衡社区内外连接资源的建议。
2025-08-27 cs.DM cs.SI physics.soc-ph
Measuring Road Network Topology Vulnerability by Ricci Curvature
描述道路网络系统的鲁棒性、脆弱性和可靠性等基本特性一直是城市交通领域的重要研究课题。目前的研究主要是利用复杂网络的几个统计指标来分析道路网络系统。然而，这些方法基本上是基于节点的。这些基于节点的方法更多地关注节点之间的连接数量，而缺乏对交互的考虑。因此，这导致了众所周知的节点悖论问题，并且它们表征网络的局部和内在属性的能力很弱。从路网内在几何的角度出发，提出了一种基于离散Ricci曲率的路网脆弱性度量方法，该方法能够识别路网中的关键路段并指示其脆弱单元。结果表明，我们的方法比复杂的网络统计测量道路网络的脆弱性。此外，它可以通过我们的方法来表征道路网络脆弱性在同一城市的不同时间段之间的演变。最后，我们比较了我们的方法与以前的中心性方法，并显示它们之间的差异。本文从几何学的角度分析了道路网络的脆弱性，从一个新的角度描述了道路系统脆弱性的内在本质。这也有助于丰富复杂道路网络的分析方法。
2019-04-10 cs.SI physics.soc-ph
Robustness of Synchrony in Complex Networks and Generalized Kirchhoff Indices
在网络理论中，一个最重要的问题是如何快速可靠地评估网络的脆弱性。考虑到这个问题，我们研究了复杂网络上耦合动力系统对参数变化的响应。我们发现，对于特定的，非平均扰动，同步状态的响应严重依赖于扰动向量和未扰动动态的稳定矩阵的本征模之间的重叠。一旦平均超过适当定义的合奏，这样的扰动，响应是由新的图形拓扑指数，我们引入广义基尔霍夫指数。这些发现提供了一种快速可靠的方法，用于评估网络在不断变化的操作条件、故障或外部攻击下的具体或平均脆弱性。
2018-02-26 math-ph math.MP nlin.AO
The robustness of interdependent clustered networks
最近发现，连锁故障可能导致相互依赖的网络系统的突然崩溃。使用Newman [Phys. Rev. Lett. { \bf 103}，058701（2009）]，我们开发了一种分析方法，用于研究相互依赖网络系统的网络内的聚类如何影响系统的鲁棒性。我们发现，集群显着增加了系统的脆弱性，这是由相互依赖的网络中的渗流阈值$p_c$的增加值表示。
2012-10-17 cs.SI physics.soc-ph
Motif-based analysis of power grid robustness under attacks
网络模体通常被称为网络的构建块。图案的分析被认为是一个不可或缺的工具，了解本地网络结构，在对比度的基础上的措施，主要解决全球网络拓扑结构的节点度分布及其功能。因此，在全局拓扑属性方面相似的网络可能在局部水平上明显不同。在电网的背景下，这种局部结构的影响的现象最近已被记录在脆弱性分析和电力系统分类。与此同时，大多数的电力系统网络的研究仍然倾向于集中在全球的电网拓扑措施，往往未能揭示隐藏在真实的电力系统的脆弱性和故障的动态响应背后的机制。在本文中，一个试点研究基于图案的分析电网的鲁棒性下的各种类型的故意攻击，与当地的动态和脆弱性的电力系统的目标。
2017-07-16 physics.soc-ph stat.AP
Attack Vulnerability of Complex Networks in Center-Based Strategies
中心节点对于在复杂网络中建立结构连通性至关重要。攻击这样的节点可以在复杂的系统中造成真正的破坏。我们提出了基于四种类型的中心，即介数中心，度中心，中位数和中心的攻击策略。我们研究了这些基于中心的攻击中合成网络和真实网络的脆弱性。这些攻击是节点移除攻击，涉及识别中心节点集并将其从网络中移除。我们观察到，基于重新计算的网络信息的攻击比基于初始网络信息的攻击更有效。这项工作表明，基于中值的攻击，这是一种新的策略，在现实中，以及合成网络具有高度的破坏性。
2018-12-12 cs.DM cs.SI physics.soc-ph
Complex networks vulnerability to module-based attacks
在多学科领域的网络科学，优化的过程，有效地打破复杂的网络是吸引了很多注意力，从实践的角度来看。在这篇文章中，我们提出了一种基于模块的方法来有效地打破复杂的网络。该过程首先确定网络可以表示的社区，然后删除节点（边），连接不同的模块，其顺序在介数中心性排名列表。我们通过将其应用于社会，基础设施和生物网络的各种众所周知的例子来说明该方法。我们表明，所提出的方法总是优于顶点（边）攻击的基础上排名的节点（边）度或中心性，与一个巨大的收益的效率为一些例子。值得注意的是，对于美国电网，本方法将4941个节点的原始网络分解为许多小于197个节点（原始大小的4%）的片段，仅删除164个节点（约3%）。相比之下，任何基于度或中心性的过程，删除相同数量的节点，仅删除原始网络的22%，即超过3800个节点继续连接
2015-02-02 cond-mat.stat-mech cs.SI physics.soc-ph
Vulnerability of state-interdependent networks under malware spreading
计算机病毒通过开发基于使用多个传播载体的传播机制而进化。使用社交网络作为额外的攻击载体来渗透IP网络中的安全措施正在提高恶意软件的有效性，因此被最具攻击性的病毒所使用，如Conficker和Stuxnet。在这项工作中，我们使用相互依赖的网络来模拟这类病毒的传播。特别是，我们研究了相互依赖的网络，其中每个节点的状态是层独立的，每个网络中的动态遵循接触过程或反应过程，具有不同的传播速率的SIS模型的传播。我们将这项研究应用到现有的多层网络的情况下，即西班牙的统计物理科学社区，形成了一个社会网络的科学合作和物理网络连接的计算机在每个机构。我们表明，层之间的相互作用大大增加了病毒的感染性，在长期和他们的鲁棒性对免疫。
2014-11-12 cs.SI physics.soc-ph
Clarifying How Degree Entropies and Degree-Degree Correlations Relate to Network Robustness
人们经常声称，网络的度分布的熵是其鲁棒性的代理。在这里，我们澄清度分布熵和巨组件的鲁棒性节点删除之间的联系，表明前者只是设置一个下界，后者随机配置的网络时，没有其他网络特性被指定。此外，我们表明，对于遵循相同形式的度分布的固定预期度的网络，度分布熵并不表示鲁棒性。通过对比，证明了剩余度熵与鲁棒性之间存在正单调关系，并给出了对数正态分布下剩余度熵的解析表达式。我们还表明，度-度相关性本身并不表明网络对真实网络的鲁棒性。我们提出了一个调整，如何测量的互信息，更好地封装相关的鲁棒性的结构属性。
2022-09-09 cond-mat.stat-mech cs.SI physics.soc-ph
Optimal Network Robustness Against Attacks in Varying Degree Distributions
在不同的度分布，我们研究了最优鲁棒网络对有针对性的攻击节点具有较高的程度。考虑到一个网络往往具有更大的鲁棒性与较小的方差的度分布，我们澄清了最佳的鲁棒性随机正则图在其全面的离散或随机扰动。通过比较它们的鲁棒性度量，我们发现随机正则图对不同度分布的攻击具有最优的鲁棒性。
2023-01-16 physics.soc-ph
