kaskaadmudelid

Kaskaadmudelid on matemaatilised või arvutuslikud mudelid, mis kirjeldavad, kuidas algne sündmus levib süsteemis läbi kaskaadi mõju jada. Neid kasutatakse, et mõista ja hinnata protsesse, kus ühtne algatus võib põhjustada järjestikuste sündmuste ahela, mõjutades sageli suuremat osa süsteemist.

Tüübid ja näited

- Lävendmudelid (threshold models): sõlmed aktiveeruvad, kui nende naabrite arv või protsent ületab kindla lävendi.

- Kaskaadne ülekoormuse mudelid: süsteemi ühendused võivad üle kuumeneda või puruneda ning see omakorda põhjustada täiendavaid purunemisi.

- Epideemiamudelid: SIR/SIS-laadsed mudelid, kus haiguslevik levib võrgustikus sõltuvalt kontaktidest ja sõlmede seisunditest.

- Percolaatoripõhised mudelid: hajuvad või suhtelise lähedusena põhinevad levikud võrgustikus.

Põhiomadused

Kaskaadmudelid hõlmavad võrkstruktuuri (sõlmed ja ühendused), sõlmede olekuid ja üleminekureegleid, ajastust ja võimalikke kontrollparameetreid (nt tõkestusmeetmed, immuniseerimine). Eesmärk on üksikisikute või komponentide käitumise ja süsteemi terviklikkuse vahelise seose mõistmine ning riskide kvantifitseerimine.

Rakendused

Kaskaadmudelid leiavad rakendust energia- ja taristusvorgudes, finantssüsteemide turvalisuses, informatsiooni ja müügidiffusioonis ning epidemioloogilises modelleerimises. Neid kasutatakse ka poliitikas ja kriisiohjes, et hinnata, kuidas varasemad sündmused võivad põhjustada laiemat mõju ning milliseid sekkumisi on tõhusad.

Metoodika

Tavaliselt kombineeritakse simulatsioonid ja teoreetilised analüüsid, sealhulgas percolaatorite teooria, tõenäosuslikud protsessid ja hajusvõrkudest lähtuvad lähenemised, et uurida kaskaadi tekkimist, levikut ja süsteemi vastupanu.