論文の概要: Higher-order Network phenomena of cascading failures in resilient cities

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.13808v1
• Date: Wed, 17 Sep 2025 08:22:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-18 18:41:50.785114
• Title: Higher-order Network phenomena of cascading failures in resilient cities
• Title（参考訳）: レジリエント都市におけるカスケード故障の高次ネットワーク現象
• Authors: Jinghua Song, Yuan Wang, Zimo Yan,
• Abstract要約: 本稿では,大規模で実世界のマルチモーダルトランスポートネットワークによる実証的な証拠とともに,高次ネットワーク理論に直面する枠組みを提案する。 ネットワーク統合は静的ロバスト性指標を増強するが、破滅性カスケードの構造経路を同時に生成する。 ネットワークの静的な青写真から得られたメトリクスが、従来の低次の中央性と新しい高次の構造解析の両方を介し、基本的には非連結であり、したがってシステムの動的機能レジリエンスの予測因子が貧弱であることを示す強力な証拠を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6858464664111417
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Modern urban resilience is threatened by cascading failures in multimodal transport networks, where localized shocks trigger widespread paralysis. Existing models, limited by their focus on pairwise interactions, often underestimate this systemic risk. To address this, we introduce a framework that confronts higher-order network theory with empirical evidence from a large-scale, real-world multimodal transport network. Our findings confirm a fundamental duality: network integration enhances static robustness metrics but simultaneously creates the structural pathways for catastrophic cascades. Crucially, we uncover the source of this paradox: a profound disconnect between static network structure and dynamic functional failure. We provide strong evidence that metrics derived from the network's static blueprint-encompassing both conventional low-order centrality and novel higher-order structural analyses-are fundamentally disconnected from and thus poor predictors of a system's dynamic functional resilience. This result highlights the inherent limitations of static analysis and underscores the need for a paradigm shift towards dynamic models to design and manage truly resilient urban systems.
• Abstract（参考訳）: 現代の都市のレジリエンスは、局所的なショックが広範な麻痺を引き起こすマルチモーダル輸送ネットワークのカスケード障害によって脅かされている。 対の相互作用に焦点を絞った既存のモデルは、しばしばこのシステム的リスクを過小評価する。 そこで本研究では,大規模で実世界のマルチモーダルトランスポートネットワークによる実証的な証拠を用いて,高次ネットワーク理論に直面するフレームワークを提案する。 ネットワーク統合は静的ロバスト性指標を増強するが、破滅性カスケードの構造経路を同時に生成する。 重要なことは、静的ネットワーク構造と動的機能障害の深い断絶であるこのパラドックスの源を明らかにすることである。 ネットワークの静的な青写真から得られたメトリクスが、従来の低次の中央性と新しい高次の構造解析の両方を介し、基本的には非連結であり、したがってシステムの動的機能レジリエンスの予測因子が貧弱であることを示す強力な証拠を提供する。 この結果は静的解析の本質的な限界を強調し、真にレジリエントな都市システムを設計・管理するための動的モデルへのパラダイムシフトの必要性を浮き彫りにしている。

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