Dissertação

Optimized network robustness and dismantling EVALUATED

Esta tese adopta duas abordagens para o estudo da robustez de redes multiplex com duas camadas. A primeira abordagem analisa o impacto que diferentes distribuições de grau têm na robustez destas redes. Os resultados indicam que as propriedades de robustez que as distribuições de grau manifestam em redes de uma camada, estão igualmente presentes em redes multiplex. Enquanto que redes com duas camadas scale-free são robustas contra falhas aleatórias e frágeis contra ataques intencionais, redes com duas camadas exponenciais demonstram o comportamento oposto. Redes com uma camada scale-free e uma camada exponencial demonstram robustez elevada contra ataques intencionais e falhas aleatórias, reduzindo as fragilidades que as distribuições de grau exibem quanto estão isoladas. A segunda abordagem, usando algoritmos de optimização, um método de religação e uma nova forma de medir robustez em redes multiplex, mostrou resultados promissores no aumento da robustez. Optimizar a robustez de uma camada da rede, Rl, leva a um aumento da robustez global da rede multiplex, Rd, até 17%, o que indica que a robustez de cada camada isolada tem impacto na robustez global da rede. Contudo, a optimização da robustez global, Rd, não leva necessariamente ao aumento da robustez das camadas, podendo mesmo torná-las mais frágeis, podendo levar a uma redução de até 10%. Optimização multi-objetivo mostrou ser eficaz, levando a uma melhoria de ambas as medidas de robustez de até 52% para Rl e 24% para Rd, sugerindo que é possível optimizar, simultaneamente, a robustez das camadas individuais e de toda a rede multiplex.
Sistemas Complexos, Ciência de Redes, Optimização, Redes Multiplex, Robustez de redes

janeiro 13, 2021, 14:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

José Rui De Matos Figueira

Departamento de Engenharia e Gestão (DEG)

Associate Professor

ORIENTADOR

Francisco João Duarte Cordeiro Correia dos Santos

Departamento de Engenharia Informática (DEI)

Associate Professor