Samoorganizovaná kontrola kritičnosti - Self-organized criticality control - Wikipedia

v aplikovaná fyzika, pojem ovládání sebeorganizované kritičnosti označuje řízení procesů, kterými a samoorganizovaný systém se rozptýlí energie. Cílem kontroly je snížit pravděpodobnost výskytu a velikost ztráta energie výbuchy, často zvané lavinysamoorganizovaných systémů. Ztráta energie v a sebekontrolovaný kritický systém do stavu nižší energie může být pro společnost nákladný, protože závisí na lavinách všech velikostí, které obvykle následují mocenský zákon distribuce a velké laviny mohou být škodlivé a rušivé.^[1][2][3]

Schémata

Bylo navrženo několik strategií k řešení problému kontroly sebeorganizované kritičnosti:

1. Návrh řízených lavin. Daniel O. Cajueiro a Roberto F. S. Andrade Ukažte, že pokud jsou v systému exogenně spuštěny dobře formulované malé a střední laviny, energie systému se uvolní tak, že velké laviny jsou vzácnější.^[1][2][3]
2. Modifikace stupně vzájemné závislosti sítě, kde se lavina šíří. Charles D. Brummitt, Raissa M. D'Souza a E. A. Leicht ukazují, že dynamika samostatně organizovaných kritických systémů je zapnutá komplexní sítě závisí na konektivitě komplexní sítě. Zjistili, že zatímco určitá konektivita je přínosná (protože potlačuje největší kaskády v systému), příliš mnoho konektivity dává prostor pro vývoj velmi velkých kaskád a zvyšuje velikost kapacity systému.^[4]
3. Modifikace procesu ukládání samoorganizovaného systému. Pierre-Andre Noel Charles D. Brummitt a Raissa M. D'Souza ukazují, že je možné ovládat samoorganizovaný systém úpravou procesu přirozeného ukládání samoorganizovaného systému úpravou místa, kde lavina začíná.^[5]
4. Dynamická úprava místních prahových hodnot kaskádových selhání. V modelu elektrické přenosové sítě Heiko Hoffmann a David W. Payton prokázali, že buď náhodná modernizace linek (něco jako preventivní údržba), nebo modernizace přerušených linek na hranici náhodného rozbití potlačuje samoorganizovanou kritičnost.^[6] Zdá se, že tyto strategie podkopávají samoorganizaci velkých kritických klastrů. Tady je kritický klastr kolekce přenosových linek, které se blíží prahové hodnotě pro selhání a které se při spuštění úplně zhroutí.

Aplikace

Existuje několik událostí, které se vyskytují v přírodě nebo ve společnosti, kde jim tyto myšlenky kontroly mohou pomoci se jim vyhnout:^{[1][2][3][4][5][6]}

1. Zaplavit způsobené systémy přehrad a nádrží nebo propojenými údolími.
2. Sněhové laviny, které se odehrávají ve sněhových kopcích.
3. Lesní požáry v oblastech citlivých na blesk nebo zápalné osvětlení.
4. Kaskády odlehčení které se odehrávají v energetických sítích (typ výpadek proudu ). The OPA model se používá ke studiu různých technik pro řízení kritičnosti.
5. Selhání kaskády ve struktuře přepínání internetu.
6. Ischemické kaskády, série biochemických reakcí uvolňujících toxiny během okamžiků nedostatečného zásobování krví.
7. Systémové riziko ve finančních systémech.
8. Exkurze v systémech jaderné energie.

Kaskády poruch v elektrickém přenosovém a finančním sektoru nastávají, protože ekonomické síly způsobují, že tyto systémy fungují v blízkosti kritického bodu, kde jsou možné laviny neurčité velikosti.

Viz také

• Abelian sandpile model
• Složité sítě
• Self-organizovaný kritičnost

Reference