Subcampo de la ciencia de redes.
El estudio de las redes interdependientes es un subcampo de la ciencia de las redes que se ocupa de los fenómenos causados por las interacciones entre redes complejas . Aunque puede haber una amplia variedad de interacciones entre redes, la dependencia se centra en el escenario en el que los nodos de una red requieren el apoyo de nodos de otra red. [1]
Motivación para el modelo.
En la naturaleza, las redes rara vez aparecen de forma aislada. Por lo general, son elementos de sistemas más grandes y pueden tener efectos no triviales entre sí. Por ejemplo, las redes de infraestructura exhiben un alto grado de interdependencia. Las centrales eléctricas que forman los nodos de la red eléctrica requieren que el combustible se entregue a través de una red de carreteras o tuberías y también se controlan a través de los nodos de la red de comunicaciones. Aunque la red de transporte no depende de la red eléctrica para funcionar, la red de comunicaciones sí. Por lo tanto, la desactivación de un número crítico de nodos en la red eléctrica o en la red de comunicaciones puede provocar una serie de fallas en cascada en todo el sistema con repercusiones potencialmente catastróficas. Si las dos redes se trataran de forma aislada, este importante efecto de retroalimentación no se vería y las predicciones de la robustez de la red se sobreestimarían en gran medida.
Enlaces de dependencia
Los enlaces en una red estándar representan conectividad y brindan información sobre cómo se puede llegar a un nodo desde otro. Los enlaces de dependencia representan una necesidad de soporte de un nodo a otro. Esta relación es a menudo, aunque no necesariamente, mutua y, por tanto, los vínculos pueden ser directos o no. Fundamentalmente, un nodo pierde su capacidad de funcionar tan pronto como el nodo del que depende deja de funcionar, mientras que puede no verse tan gravemente afectado por la pérdida de un nodo al que está conectado.
Comparación con sistemas de muchas partículas en física.
En física estadística , las transiciones de fase sólo pueden aparecer en muchos sistemas de partículas. Aunque las transiciones de fase son bien conocidas en la ciencia de redes, en redes individuales son sólo de segundo orden. Con la introducción de la dependencia de las redes, surgen transiciones de primer orden. Este es un fenómeno nuevo y con profundas implicaciones para la ingeniería de sistemas. Cuando la disolución del sistema tiene lugar después de una degradación constante (aunque pronunciada) para transiciones de segundo orden, la existencia de una transición de primer orden implica que el sistema puede pasar de un estado relativamente saludable a un colapso total sin previo aviso.
Ejemplos
- Redes de infraestructura . La red de centrales eléctricas depende de instrucciones de la red de comunicaciones que requieren energía. [2] Otro ejemplo es la interdependencia entre los sistemas eléctricos y de gas natural [3]
- Redes de transporte . Las redes de aeropuertos y puertos marítimos son interdependientes en el sentido de que en una ciudad determinada, la capacidad de funcionamiento del aeropuerto de esa ciudad depende de los recursos obtenidos del puerto marítimo o viceversa. [4]
- Redes de proteínas . Un proceso biológico regulado por varias proteínas suele representarse como una red . Dado que las mismas proteínas participan en diferentes procesos, las redes son interdependientes.
- Redes ecológicas . Las redes alimentarias construidas a partir de especies que dependen unas de otras son interdependientes cuando la misma especie participa en redes diferentes. [5]
- Redes climáticas . Las mediciones espaciales de diferentes variables climatológicas definen una red. Las redes definidas por diferentes conjuntos de variables son interdependientes. [6]
Ver también
Referencias
- ^ Kivelä, Mikko; Arenas, Álex; Barthelemy, Marc; Gleeson, James P.; Moreno, Yamir; Porter, Mason A. (2014). "Redes multicapa". Revista de redes complejas . 2 (3): 203–271. arXiv : 1309.7233 . doi : 10.1093/comnet/cnu016. S2CID 11390956 . Consultado el 8 de marzo de 2015 .
- ^ Rinaldi, SM; Peerenboom, JP; Kelly, conocimientos tradicionales (2001). "Identificar, comprender y analizar las interdependencias de infraestructura crítica". Revista de sistemas de control IEEE . 21 (6): 11–25. doi : 10.1109/37.969131. ISSN 0272-1708.
- ^ RACHEL FRAZIN Y REBECCA BEITSCH (2021). "La colina". Archivado desde el original el 7 de mayo de 2021 . Consultado el 7 de mayo de 2021 .
- ^ Gu, Chang-Gui; Zou, Sheng-Rong; Xu, Xiu-Lian; Qu, Yan-Qing; Jiang, Yu-Mei; Él, Da Ren; Liu, Hong-Kun; Zhou, Tao (2011). "Inicio de la cooperación entre redes en capas" (PDF) . Revisión física E. 84 (2): 026101. Código bibliográfico : 2011PhRvE..84b6101G. doi : 10.1103/PhysRevE.84.026101. ISSN 1539-3755. PMID 21929058.
- ^ Pocock, MJO; Evans, DM; Memmott, J. (2012). «La Robustez y Restauración de una Red de Redes Ecológicas» (PDF) . Ciencia . 335 (6071): 973–977. Código Bib : 2012 Ciencia... 335.. 973P. doi : 10.1126/ciencia.1214915. ISSN 0036-8075. PMID 22363009. S2CID 206537963.
- ^ Donges, JF; Schultz, HCH; Marwan, N.; Zou, Y.; Kurths, J. (2011). "Investigación de la topología de redes interactivas". La revista física europea B. 84 (4): 635–651. arXiv : 1102.3067 . Código Bib : 2011EPJB...84..635D. doi :10.1140/epjb/e2011-10795-8. ISSN 1434-6028. S2CID 18374885.
