Probabilistic disintegration for spatial network

doi:10.1016/j.ress.2025.111880

Probabilistic disintegration for spatial network

2025-11-06

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DOI：10.1016/j.ress.2025.111880

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空间网络由嵌入地理空间中的节点和边组成，其中由于自然灾害或定向攻击，故障可能从局部中心向外传播。本研究旨在开发一种建模方法，更准确地捕捉故障概率如何随距离减小，从而能够更准确地评估空间网络的韧性。传统的解体模型通常假设固定区域内所有元素的完全移除，并忽略了故障概率的逐渐衰减。为解决此问题，我们提出了一种概率框架，通过五种距离依赖衰减函数将地理嵌入整合到故障建模中，这些函数从简单的线性到复合的指数和高斯形式不等，从而表示高度局部化和更弥散的故障。我们还引入了一种虚拟节点模型，仅将解体圆内每条边的线段离散化为一系列代表性的虚拟节点，避免了计算上昂贵的几何相交检查。如果一条边的任何虚拟节点发生故障，则该边故障。对多个真实空间网络的实验表明，确定性移除会产生突变的连通性阈值，而概率衰减则产生更平滑的退化模式。所提出的框架能够实现真实、高效且灵活的空间网络解体建模，用于韧性分析。

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