地理网络抗区域性故障的结构稳健性及其预优化

现实世界中由于自然灾害造成的基础设施网络故障通常起源于某个区域，但是在理论模型中很少考虑此功能。 在本文中，我们介绍了地理网络的一种可能的故障模式-“区域故障”-区域内的节点和边故障。 基于先前的空间网络模型（Louf等人，2013），我们通过仿真研究了地理网络对区域故障的鲁棒性，该鲁棒性是通过保留在最大连接组件中的节点比例来衡量的。 小面积故障会导致其鲁棒性指标大大降低。 此外，我们研究了两种预先部署的机制，以增强其鲁棒性：一种是通过在增长步骤中添加多个链接来扩展原始网络模型的成本效益增长机制，另一种是增强集线器的互连性在生成的网络中。 我们根据两种机制的成本（即过度链接的数量和所引起的地理长度）来衡量两种机制的鲁棒性增强效果。 如果考虑到正常的成本水平，则后一种机制比前一种机制更好。 当成本超过一定水平时，前者具有优势。 由于过多链接的成本会影响实际基础结构网络的投资决策，因此通过在集线器之间添加更多链接来增强其健壮性是可行的。 这些结果可能有助于经济地设计强大的地理网络。