Cascata catastrófica de falhas em hipergráficos interdependentes

As falhas de agentes individuais podem impactar significativamente a funcionalidade de grupos associados em sistemas interconectados. Para revelar esses impactos, desenvolvemos um modelo de limiar para investigar falhas em cascata em hipergráficos de dupla camada com interdependência entre camadas. Hypotetizamos que uma hiperaresta se desintegra quando a proporção de nós falhos dentro dela excede um limiar. Devido à interdependência entre um nó e sua réplica na outra camada, as desintegrações dessas hiperarestas podem desencadear uma cascata de eventos, levando a um colapso iterativo entre essas duas camadas. Descobrimos que hipergráficos de dupla camada passam por transições abruptas e descontínuas de primeira ordem durante o colapso sistêmico independentemente do valor específico do limiar. Além disso, a conectividade medida pela cardinalidade média e hipergrau desempenha um papel crucial na conformação da robustez do sistema. Um hipergrau médio mais alto sempre fortalece a robustez do sistema. No entanto, a relação entre a robustez do sistema e a cardinalidade média apresenta comportamentos não monótonos. Especificamente, cardinalidades médias excessivamente pequenas e grandes prejudicam a robustez do sistema. Além disso, um valor de limiar mais alto pode aumentar a robustez do sistema. Em resumo, nosso estudo fornece insights valiosos sobre a dinâmica de falhas em cascata em hipergráficos de dupla camada e tem implicações práticas para fortalecer a robustez de sistemas interdependentes complexos em vários domínios.