Thất bại xếp tầng là gì?

Một sự cố xếp tầng là một điều kiện của các hệ thống liên kết khi sự thất bại của một phần hoặc thành phần có thể dẫn đến sự thất bại trong các khu vực liên quan của hệ thống tuyên truyền đến mức thất bại của hệ thống tổng thể.Có nhiều loại sự kiện thất bại xếp tầng có thể xảy ra trong các hệ thống tự nhiên và nhân tạo, từ hệ thống điện và máy tính đến các hệ thống chính trị, kinh tế và sinh thái.Lĩnh vực nghiên cứu được gọi là khoa học phức tạp cố gắng xác định nguyên nhân gốc rễ cho những thất bại như vậy để xây dựng các biện pháp bảo vệ có thể ngăn chặn chúng trong tương lai.Một điểm thất bại duy nhất, trong đó một thành phần thất bại và không thể giải thích được đến hiệu ứng domino, gây ra sự lây lan nhanh chóng của điều kiện sang các phần khác của hệ thống.Một ví dụ về điều này đã diễn ra vào năm 1996 tại Hoa Kỳ, khi một đường dây điện ở bang Oregon không thành công và gây ra sự thất bại lớn của lưới điện trên khắp các bang miền tây Hoa Kỳ và Canada, ảnh hưởng đến từ 4.000.000 đến 10.000.000 khách hàng.Khi đường truyền không thành công, nó khiến lưới điện trong khu vực bị phá vỡ vào các đảo truyền riêng biệt không thể xử lý tải trọng tăng lên, và sau đó cũng thất bại, dẫn đến sự sụp đổ của toàn bộ hệ thống.Một thất bại xếp tầng tương tự đã xảy ra ở bang miền tây Hoa Kỳ ở Ohio vào năm 2003, dẫn đến sự mất điện lớn nhất trong lịch sử Hoa Kỳ.Sự kiện nhỏ gợn sóng để tạo ra một sự kiện lớn hơn nhiều.Một ví dụ về điều này là sự cố của một chiếc máy bay DC-10 ở Paris, Pháp, vào năm 1974, giết chết tất cả mọi người trên tàu.Một cuộc điều tra sau đó về nguyên nhân của vụ tai nạn cho thấy một cánh cửa khoang chở hàng đã không được buộc chặt đúng cách.Người đàn ông chịu trách nhiệm trực tiếp nhất cho điều này một cách nổi tiếng không thể đọc tiếng Anh và do đó không thể đọc các hướng dẫn về cách buộc chặt cửa đúng cách.Thiết kế kỹ thuật cho cửa hàng hóa cho phép nó được đóng lại mà không có chốt được tham gia đầy đủ.Khi máy bay tăng lên 13.000 feet (3.962 mét), áp lực bên trong khiến cánh cửa nhường đường và giải nén bùng nổ xung quanh cánh cửa khi nó thổi bay các điều khiển thủy lực bị hư hỏng trong khu vực, khiến các phi công cuối cùng mất kiểm soát hoàn toàn đối vớiphi cơ.Nguyên nhân gốc rễ của một thất bại xếp tầng như vậy rất khó xác định.Nó mở rộng các khu vực giáo dục, chính sách của chính phủ cho việc thuê người nhập cư, thiết kế kỹ thuật cho thủy lực và hệ thống điện tử hàng không, và các hệ thống hỗ trợ xã hội không chính thức trong môi trường làm việc.Lưới điện của các hệ thống điện áp cao là ví dụ đáng chú ý nhất về các sự kiện thất bại lớn, nhưng các thất bại trong các hệ thống lớn không phải là hiếm.Từ kẹt xe đến các vụ tai nạn thị trường, hoặc các vụ cháy rừng bắt đầu bằng một tia lửa duy nhất, các vụ tai nạn hệ thống lớn thường là kết quả trực tiếp của sự kiện thất bại của Byzantine, trong đó một yếu tố của hệ thống bị hỏng một cách bất thường, thường tiếp tụcchức năng và làm hỏng môi trường của nó trước khi nó hoàn toàn tắt.Những sự kiện như vậy cho thấy một điều kiện cơ bản của tất cả các hệ thống phức tạp được mô tả bởi lý thuyết hỗn loạn, đó là sự phụ thuộc nhạy cảm.Mỗi phần của một hệ thống dự kiến sẽ hoạt động trong một loạt các tham số nhất định và, khi nó đi ra ngoài phạm vi đó, nó có thể bắt đầu một phản ứng chuỗi làm thay đổi hành vi của toàn bộ hệ thống.Hội chứng Kessler là một ví dụ trong số nhiều người mà khoa học đang cố gắng vượt lên trước đường cong và dự đoán một thất bại xếp tầng trước khi nó xảy ra.Dựa trên các lý thuyết của Donald Kessler vào năm 1978, một nhà khoa học Hoa Kỳ làm việc cho Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (NASA), nó biểu đồ các tác động của sự va chạm của các vật thể trong quỹ đạo Trái đất thấp (LEO).Những va chạm như vậy theo thời gian sẽ thúc đẩy một EXponential tăng số lượng các hạt nhỏ trong LEO, được gọi là vành đai mảnh vụn, khiến các chuyến đi vào không gian rủi ro hơn nhiều so với trước đây.Hơn 500.000 mảnh vụn trên quỹ đạo di chuyển lên tới 17.500 dặm một giờ (28.164 km mỗi giờ) được theo dõi vào năm 2011 trên cơ sở liên tục để tránh các vụ va chạm thảm khốc trong tương lai.Một hạt nhỏ như một viên đá cẩm thạch có thể gây ra thiệt hại không thể khắc phục đối với tàu vũ trụ quân sự hoặc khoa học khi tác động, dẫn đến những cái chết có thể hoặc tác động chính trị và sinh thái của tỷ lệ thiếu hụt.