Оцінювання наслідків ураження складних мережевих систем
DOI:
https://doi.org/10.15407/fmmit2026.42.015Ключові слова:
складна мережа, мережева система, уразливість, відновлюваність, цілеспрямована атака, нецільове ураження, оцінювання наслідків.Анотація
В роботі аналізуються негативні впливи, які можуть пошкодити структуру та дестабілізувати процес функціонування складної мережевої системи (МС). Розглядаються три основні етапи потенційного впливу: аналіз загроз та забезпечення ефективного захисту системи; організація протидії поширенню впливу складною мережею та оцінювання наслідків ураження і відновлення МС. На підставі структурної та потокової моделей мережевої системи розроблені методи об’єктивного аналізу наслідків дії негативного впливу, спрямованих на розроблення дієвих стратегій її повернення до нормального функціонування. Ефективність пропонованого підходу ілюструється на прикладах транспортних систем України різних типів.
Посилання
Sawada Y., Bhattacharyay M., Kotera T. Aggregate impacts of natural and man-made disasters: A quantitative comparison. International Journal of Development and Conflict, Vol. 9(1), 2019, pp. 43-73.
Polishchuk O. Structural and flow-based approaches to vulnerability analysis of complex network systems. In: Complex Networks and Their Applications XIII, Vol. 3. Springer, Cham, 2024, pp. 353-365. doi: 10.1007/978-3-031-82435-7_29. https://doi.org/10.1007/978-3-031-82435-7_29
https://doi.org/10.1007/978-3-031-82435-7_29
Wandel S. A comparative analysis of approaches to network-dismantling. Scientific Reports, Vol. 8(1), 2018, 13513. doi: 10.1038/s41598-018-31902-8. https://doi.org/10.1038/s41598-018-31902-8
https://doi.org/10.1038/s41598-018-31902-8
Barabási A.-L. Network Science. Cambridge: Cambridge University Press, 2016. doi: 10.1063/PT.3.3526. https://doi.org/10.1063/PT.3.3526
https://doi.org/10.1063/PT.3.3526
Bellingerio M., Cassi D., Vincenzi S. Efficiency of attack strategies on complex model and real-world networks. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, Vol. 414, 2014, pp. 174-180. doi: 10.1016/j.physa.2014.06.079. https://doi.org/10.1016/j.physa.2014.06.079
https://doi.org/10.1016/j.physa.2014.06.079
Nguyen Q. et al. Conditional attack strategy for real-world complex networks. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, Vol. 530, 2019, 121561. doi: 10.1016/j.physa.2019.121561. https://doi.org/10.1016/j.physa.2019.121561
https://doi.org/10.1016/j.physa.2019.121561
Glenn L. Understanding the influence of all nodes in a network. Scientific Reports, Vol. 5, 2015, 8665. doi: 10.1038/srep08665. https://doi.org/10.1038/srep08665
https://doi.org/10.1038/srep08665
Mariyam J., Lekha D.S. Need for a realistic measure of attack severity in centrality based node attack strategies. In: Complex Networks and Their Applications XI. Springer, Cham, 2022, pp. 857-866. https://doi.org/10.1007/978-3-030-93409-5_70
https://doi.org/10.1007/978-3-030-93409-5_70
Polishchuk O., Yadzhak M. Models and methods of complex study of complex network systems and intersystem interactions. Lviv: Institute of Applied Problems of Mechanics and Mathematics named after Ya.S. Pidstryhach of NAS of Ukraine, 2023.
Sun W. et al. Identification of important nodes in complex networks based on node and edge information. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, Vol. 152, 2025, 109116. doi: 10.1016/j.cnsns.2025.109116. https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2025.109116
https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2025.109116
Wan Z. et al. A survey on centrality metrics and their network resilience analysis. IEEE Access, Vol. 9, 2021, pp. 104773-104819. doi: 10.1109/ACCESS.2021.3094196. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3094196
https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3094196
Polishchuk O., Polishchuk D. Protection of multilayer network systems from targeted group attacks. arXiv:2503.20269, 2025. doi: 10.48550/arXiv.2503.20269. https://doi.org/10.32388/RH65Y6
Polishchuk O., Polishchuk D. Vulnerability of multilayer network systems to system-wide lesions. arXiv:2503.21161, 2025. doi: 10.48550/arXiv.2503.21161.
Polishchuk O. Protection of multilayer network systems from successive attacks on the process of intersystem interactions. CEUR-WS, Vol. 3790, 2024, pp. 545-557.
https://doi.org/10.32388/RH65Y6
Yang Y., Nishikawa T., Motter A.E. Small vulnerable sets determine large network cascades in power grids. Science, Vol. 358(6365), 2017, eaan3184. doi: 10.1126/science.aan3184. https://doi.org/10.1126/science.aan3184
https://doi.org/10.1126/science.aan3184
Boccaletti S. et al. Complex networks: Structure and dynamics. Physics Reports, Vol. 424(4), 2006, pp. 175-308. doi: 10.1016/j.physrep.2005.10.009. https://doi.org/10.1016/j.physrep.2005.10.009
https://doi.org/10.1016/j.physrep.2005.10.009
Mimar S. Learning Dynamical Processes from Structure in Complex Networks. Rochester: University of Rochester, 2022.
Barrat A. et al. The architecture of complex weighted networks. PNAS, Vol. 101(11), 2004, pp. 3747-3752. doi: 10.1073/pnas.0400087101. https://doi.org/10.1073/pnas.0400087101
https://doi.org/10.1073/pnas.0400087101
Barabási A.-L. The architecture of complexity. IEEE Control Systems Magazine, Vol. 27(4), 2007, pp. 33-42. doi: 10.1109/MCS.2007.384127. https://doi.org/10.1109/MCS.2007.384127
https://doi.org/10.1109/MCS.2007.384127
Polishchuk O. Vulnerability of complex network structures and systems. Cybernetics and Systems Analysis, Vol. 56(2), 2020, pp. 312-321. doi: 10.1007/s10559-020-00247-4. https://doi.org/10.1007/s10559-020-00247-4
https://doi.org/10.1007/s10559-020-00247-4
Transport Ukrainy [Transport of Ukraine]. State Statistics Service of Ukraine, 2024. https://www.ukrstat.gov.ua/druk/publicat/kat_u/2024/zb/10/zb_Trans_23.pdf
Ugurlu O. Comparative analysis of centrality measures for identifying critical nodes in complex networks. Journal of Computational Science, Vol. 62, 2022, 101738. doi: 10.1016/j.jocs.2022.101738. https://doi.org/10.1016/j.jocs.2022.101738
https://doi.org/10.1016/j.jocs.2022.101738
Noldus R., Van Mieghem P. Assortativity in complex networks. Journal of Complex Networks, Vol. 3(4), 2015, pp. 507-542. doi: 10.1093/comnet/cnv005. https://doi.org/10.1093/comnet/cnv005
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Дмитро Поліщук Дмитро Поліщук (Автор)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
