什么是级联故障(Cascading Failure)？
连锁故障是互连系统的一种情况，当一个部件或部件的故障可能导致系统相关区域的故障，并将其自身传播到整个系统故障点。在自然和人为系统中，有许多类型的级联故障事件可以发生，从电气和计算机系统到政治、经济和生态系统，被...
连锁故障是互连系统的一种情况，当一个部件或部件的故障可能导致系统相关区域的故障，并将其自身传播到整个系统故障点。在自然和人为系统中，有许多类型的级联故障事件可以发生，从电气和计算机系统到政治、经济和生态系统，被称为复杂性科学的研究领域试图确定此类故障的根本原因，以便在未来建立可能防止此类故障的安全措施
一种常见但难以预测的连锁故障事件类型是单点故障，其中一个组件发生故障，并莫名其妙地导致多米诺骨牌效应，从而引发这种情况迅速蔓延到系统的其他部分。例如1996年在美国俄勒冈州的一条电线发生故障，引发了美国西部各州和加拿大的电网大面积故障，影响了400万到1000万用户线路发生故障，导致地区电网分裂成独立的输电岛，无法承受不断增加的负荷，随后也出现故障，导致整个系统崩溃。2003年，美国中西部俄亥俄州也发生了类似的连锁故障，导致年最大的停电事故美国历史通常，连锁故障涉及多个因蝴蝶效应而失效的系统，在这种情况下，一个看似非常小的事件会波及到另一个更大的事件。例如1974年，一架DC-10飞机在法国巴黎上空坠毁，后来对事故原因的调查显示，货舱的一扇门没有关好。据说，对这起事故负有直接责任的人不会读英语，因此无法阅读如何正确系上舱门的说明货舱门的技术设计允许在门闩未完全啮合的情况下关闭货舱门。当飞机爬升到13000英尺（3962米）时，内部压力导致货舱门让位，门周围的爆炸性减压装置引爆了该区域受损的液压控制装置，导致飞行员最终失去对飞机的完全控制。这种连锁故障的根本原因很难确定。它涉及教育、政府雇用移民的政策，液压和航空电子设备的工程设计，以及工作环境中非正式的社会支持系统。高压系统的电网是大型连锁故障事件的最显著例子，但在大型系统中却出现了故障并不罕见从交通堵塞到市场崩溃，或者森林火灾，大系统崩溃通常是拜占庭式故障事件的直接结果，系统的某个元素以不寻常的方式发生故障，通常在系统完全关闭之前继续运行并破坏其环境用混沌理论描述的所有复杂系统的基本条件，即敏感依赖条件。系统的每一部分都期望在一定的参数范围内运行，并且当系统偏离该范围时，会引发一个改变整个系统行为的连锁反应凯斯勒综合征是众多科学试图走在前面，在连锁故障发生之前预测它的一个例子。根据唐纳德·凯斯勒1978年的理论，为美国国家航空航天局（NASA）工作的一位美国科学家绘制了低地球轨道（LEO）中物体碰撞的影响图表。随着时间的推移，这种碰撞会使低地球轨道（LEO）中被称为碎片带的小粒子数量呈指数级增长，使进入太空的风险比以前大得多，为避免未来灾难性的碰撞，从2011年起，轨道上以每小时17500英里（每小时28164公里）的速度运行的1000个碎片被连续跟踪。一个弹珠大小的粒子在撞击时会对军用或科学航天器造成无法弥补的损害，导致可能的死亡或政治和生态影响的不可预见的程度。
一种常见但难以预测的连锁故障事件类型是单点故障，其中一个组件发生故障，并莫名其妙地导致多米诺骨牌效应，从而引发这种情况迅速蔓延到系统的其他部分。例如1996年在美国俄勒冈州的一条电线发生故障，引发了美国西部各州和加拿大的电网大面积故障，影响了400万到1000万用户线路发生故障，导致地区电网分裂成独立的输电岛，无法承受不断增加的负荷，随后也出现故障，导致整个系统崩溃。2003年，美国中西部俄亥俄州也发生了类似的连锁故障，导致年最大的停电事故美国历史通常，连锁故障涉及多个因蝴蝶效应而失效的系统，在这种情况下，一个看似非常小的事件会波及到另一个更大的事件。例如1974年，一架DC-10飞机在法国巴黎上空坠毁，后来对事故原因的调查显示，货舱的一扇门没有关好。据说，对这起事故负有直接责任的人不会读英语，因此无法阅读如何正确系上舱门的说明货舱门的技术设计允许在门闩未完全啮合的情况下关闭货舱门。当飞机爬升到13000英尺（3962米）时，内部压力导致货舱门让位，门周围的爆炸性减压装置引爆了该区域受损的液压控制装置，导致飞行员最终失去对飞机的完全控制。这种连锁故障的根本原因很难确定。它涉及教育、政府雇用移民的政策，液压和航空电子设备的工程设计，以及工作环境中非正式的社会支持系统。高压系统的电网是大型连锁故障事件的最显著例子，但在大型系统中却出现了故障并不罕见从交通堵塞到市场崩溃，或者森林火灾，大系统崩溃通常是拜占庭式故障事件的直接结果，系统的某个元素以不寻常的方式发生故障，通常在系统完全关闭之前继续运行并破坏其环境用混沌理论描述的所有复杂系统的基本条件，即敏感依赖条件。系统的每一部分都期望在一定的参数范围内运行，并且当系统偏离该范围时，会引发一个改变整个系统行为的连锁反应凯斯勒综合征是众多科学试图走在前面，在连锁故障发生之前预测它的一个例子。根据唐纳德·凯斯勒1978年的理论，为美国国家航空航天局（NASA）工作的一位美国科学家绘制了低地球轨道（LEO）中物体碰撞的影响图表。随着时间的推移，这种碰撞会使低地球轨道（LEO）中被称为碎片带的小粒子数量呈指数级增长，使进入太空的风险比以前大得多，为避免未来灾难性的碰撞，从2011年起，轨道上以每小时17500英里（每小时28164公里）的速度运行的1000个碎片被连续跟踪。一个弹珠大小的粒子在撞击时会对军用或科学航天器造成无法弥补的损害，导致可能的死亡或政治和生态影响的不可预见的程度。
- 发表于 2020-08-08 19:23
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