Che cosa è un fallimento a cascata?

Un guasto cascata è una condizione di sistemi interconnessi quando il guasto di una parte o componente può portare ad un guasto in aree correlate del sistema che si propaga fino al punto di interruzione sistemi complessiva. Ci sono molti tipi di cascata eventi di errore che possono verificarsi nei sistemi naturali e artificiali, di impianti elettrici e informatici ai sistemi politici, economici ed ecologici. Il campo di ricerca noto come scienza della complessità tenta di definire le cause prime per tali guasti in modo da costruire garanzie che possono essere in grado di impedire in futuro.

Un ancora difficile da prevedere tipo comune di cascata evento fallimento è un singolo punto di errore, dove un componente non riesce e inspiegabilmente porta ad un effetto domino, innescando una rapida diffusione della condizione ad altre parti del sistema. Un esempio di questo è avvenuto nel 1996 negli Stati Uniti, quando una linea elettrica nello stato dell'Oregon fallito e ha innescato una massiccia fallimento della rete elettrica in tutti gli Stati Uniti occidentali e il Canada, che colpisce tra 4.000.000 e 10.000.000 clienti. Quando la linea di trasmissione non è riuscita, ha causato la rete elettrica regionale per spezzare in isole trasmissione separati che non erano in grado di gestire l'aumento del carico, e quindi anche fallito, portando al crollo di tutto il sistema. Un guasto a cascata simile si è verificato nello stato centro-occidentale degli Stati Uniti di Ohio nel 2003, che ha portato alla più grande blackout elettrico nella storia degli Stati Uniti.

Spesso, un guasto a cascata comporta più sistemi che non riescono a causa dell'effetto farfalla, dove un apparentemente molto piccolo evento ondulazione out per produrre uno molto più grande. Un esempio di questo è il schianto di un aereo DC-10 su Parigi, in Francia, nel 1974, uccidendo tutti a bordo. Un'indagine più tardi la causa dello schianto ha rivelato che una porta stiva non era stato fissato correttamente. L'uomo più direttamente responsabile di questo presumibilmente non poteva leggere l'inglese e quindi non era in grado di leggere le istruzioni su come fissare correttamente la porta.

Il disegno tecnico per la porta di carico ha permesso di essere chiuso senza i fermi essere pienamente impegnati. Come l'aereo è salito a 13.000 piedi (3.962 metri), la pressione interna ha causato la porta a cedere, e la decompressione esplosiva attorno alla porta che si soffiava fuori comandi idraulici danneggiati nella zona, che ha causato i piloti di perdere eventualmente il controllo completo del aeromobili. La causa principale di tale fallimento a cascata è difficile da determinare. Si estende alle regioni di istruzione, le politiche governative per l'assunzione di immigrati, engineering progetta per idraulica e avionica e sistemi informali di sostegno sociale all'interno dell'ambiente di lavoro.

Le reti elettriche di sistemi ad alta tensione sono il più notevole esempio di grandi eventi di guasto a cascata, ma i guasti nei sistemi di grandi dimensioni non sono rari. Da ingorghi ai crolli del mercato, o gli incendi boschivi che iniziano con una sola scintilla, grandi crash di sistema sono spesso il risultato diretto di ciò che è noto come un evento di errore bizantina, in cui un elemento di un sistema non riesce in un modo insolito, spesso continuando a funzionare e corrompendo il suo ambiente prima di arrestarsi completamente. Tali eventi rivelano una condizione di base di tutti i sistemi complessi descritti dalla teoria del caos, che è quello della dipendenza sensibile. Ogni parte di un sistema dovrebbe comportarsi in un determinato intervallo di parametri, e, quando si allontana di fuori di tale intervallo, si può iniziare una reazione a catena che altera il comportamento dell'intero sistema.

La sindrome Kessler è un esempio tra i tanti in cui la scienza sta cercando di ottenere davanti alla curva e prevedere un fallimento a cascata prima che si verifichi. Sulla base delle teorie di Donald Kessler nel 1978, uno scienziato statunitense che lavora per la National Aeronautics and Space Administration (NASA), che indica gli effetti della collisione di oggetti in orbita terrestre bassa (LEO). Tali collisioni nel tempo alimenteranno un aumento esponenziale del numero di piccole particelle in LEO, noto come una cintura di detriti, rendendo i viaggi nello spazio molto più rischiosa rispetto a prima. Oltre 500.000 pezzi di detriti in orbita viaggiando fino a 17.500 miglia all'ora (28,164 mila chilometri all'ora) vengono registrate a partire dal 2011 su base continua per evitare future collisioni catastrofiche. Una particella piccolo come un marmo potrebbe fare danni irreparabili a una nave spaziale militare o scientifica al momento dell'impatto, causando eventuali morti o impatti politici ed ecologici di proporzioni impreviste.