Letter 工学：相互依存ネットワークにおける破局的な故障のカスケード的広がり 2010年4月15日 Nature 464, 7291 doi: 10.1038/nature08932 複雑なネットワークについては、10年にわたって徹底的に研究されてきたが、重点は依然として、相互作用のない単一ネットワークという限られたケースに置かれている。現代のシステムは互いに連結し合っているため、相互依存ネットワークとしてモデル化されるべきである。相互依存ネットワークの基本的特性は、1つのネットワークでのノード故障が、別のネットワークの従属ノードの故障につながりうることである。これは、繰り返し起こる可能性があり、故障のカスケード的広がりにつながりかねない。実際、1つのネットワークにおけるごく一部のノード故障は、複数の相互依存ネットワークからなるシステムの完全分断につながるかもしれない。2003年9月28日にイタリアの大部分に影響を及ぼした停電は、現実世界における故障のカスケード的広がり（「同時機能不全」）の顕著な一例である。発電所の運転停止がインターネット通信ネットワークのノード故障に直接つながり、それがさらに発電所故障を引き起こしたのである。今回我々は、このようなカスケード的故障発生の影響を受ける相互作用ネットワークのロバスト性を解明するための枠組みを開発した。除去すると故障のカスケード的広がりや、2つの相互依存ネットワークの完全分断につながると考えられる、ノードの重要部分に関する正確な解析解を提示する。意外にも、分布度が広くなると、偶発故障に対する相互依存ネットワークの脆弱性が高くなる。これは、単一ネットワークの振る舞い方とは逆である。今回の知見は、ロバストなネットワークの設計の際には、相互依存ネットワークの特性を考慮しなければならないことを明らかにしている。 Full Text PDF 目次へ戻る
