Les défaillances dans les grands réseaux peuvent être évitées grâce à une concentration locale

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Nous vivons dans un monde de plus en plus connecté, un fait souligné par la propagation rapide du coronavirus dans le monde. Cette connectivité repose sur des réseaux complexes : transport aérien mondial, Internet, réseaux électriques, systèmes financiers et réseaux écologiques, pour n’en nommer que quelques-uns. La nécessité d’assurer le bon fonctionnement de ces systèmes augmente également, mais le contrôle est difficile.

Aujourd’hui, une équipe de recherche de la Northwestern University a découvert une propriété omniprésente d’un réseau complexe et a développé une nouvelle méthode de calcul qui est la première à exploiter systématiquement cette propriété pour contrôler l’ensemble du réseau en utilisant uniquement des informations locales. La méthode prend en compte le temps de calcul et les coûts de communication des informations pour produire le choix optimal.

Les mêmes connexions qui fournissent des fonctionnalités dans les réseaux peuvent également servir de conduits pour la propagation des pannes et des instabilités. Dans des réseaux aussi dynamiques, rassembler et traiter toutes les informations nécessaires pour prendre une meilleure décision peut prendre trop de temps. L’objectif est de diagnostiquer un problème et de prendre des mesures avant qu’il n’entraîne un problème à l’échelle du système. Cela peut signifier avoir moins d’informations mais être opportun.

“Le contrôle consiste à obtenir les informations les plus pertinentes et à prendre rapidement la meilleure décision”, a déclaré Adilson E. Motter, un expert des systèmes complexes et de la dynamique non linéaire. “Nous avons constaté que, quelle que soit la taille du réseau, il peut souvent être traité comme un petit réseau ou un réseau local à des fins de contrôle. Nous appelons cette propriété la localité, et la plupart des réseaux l’ont. Comprendre cette propriété du réseau est essentiel pour contrôler efficacement le système.”

Motter, qui a supervisé la recherche, est professeur Charles E. et Emma H. ​​Morrison au Weinberg College of Arts and Sciences de Northwestern. Ses recherches portent sur la modélisation et le contrôle des réseaux de systèmes physiques, biologiques et techniques complexes.

Une caractéristique importante est que la méthode peut être largement appliquée à différents types de systèmes de réseau pour contrôler le système lorsqu’il est perturbé, a déclaré Motter. Dans leur étude, les chercheurs démontrent l’efficacité de leur méthode à travers quatre exemples concrets, dont la réduction de la propagation épidémique à travers le réseau mondial de transport aérien et le contrôle de la stabilité du réseau électrique de l’est des États-Unis.

Un article décrivant la théorie et les algorithmes des chercheurs sera publié la semaine du 18 juillet dans le Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS).


La diversité peut prévenir les pannes dans les grands réseaux électriques


Plus d’information:
Prévalence et contrôle évolutif des réseaux localisés, Actes de l’Académie nationale des sciences (2022). DOI : 10.1073/pnas.2122566119

Fourni par l’Université Northwestern

Citation: Les pannes dans les grands réseaux peuvent être évitées avec une attention locale (18 juillet 2022) récupéré le 18 juillet 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-07-failures-large-networks-local-focus.html

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