贪婪控制相互依赖网络中的级联失效
摘要：在复杂系统中的控制是具有挑战性的，因为系统对控制器的响应是非线性的，通常包含反馈机制。系统之间的相互依赖性会增加额外的困难，因为跨系统连接使恶意活动在不同层之间传播，增加了系统风险。本文中，我们探讨了在相互依赖网络系统中级联故障最优控制的条件。具体而言，我们研究了Bak-Tang-Wiesenfeld砂堆模型，并引入了控制机制，该机制影响了各个层中级联发生的频率。通过这种 modification ，我们能够探索接近临界状态的砂堆状动力学，其中超临界区域对应于不经常发生的大型级联，而亚临界区域则以频繁发生的小型雪崩为特征。网络之间的拓扑耦合引入了控制设置的依赖性，导致给定层的控制策略受到其他连接网络中所做选择的影响。我们发现，处于超临界状态的层的最佳控制策略是与处于亚临界区域的层耦合，因为这种条件对应着较低的引发雪崩概率。然而，这种情况描述了一种寄生关系，只有一个层受益。第二种最佳配置是互生关系，即两个层都采用相同的控制策略。这项研究表明，在相互依赖网络系统中的控制协议需要考虑到系统的高阶组织，不能独立设计，只为各自的层增加最大化的收益。
作者：Malgorzata Turalska, Ananthram Swami
论文ID：2004.02816
分类：Adaptation and Self-Organizing Systems
分类简称：nlin.AO
提交时间：2020-04-07