انواع شکست ها در زیرساختهای وابسته

 زیرساختها و بویژه زیرساختهای حیاتی دارای پیچیدگی های بسیاری هستند.از جمله ی این پیچیدگی ها که بر وابستگی متقابل آنها نیز موثر است، شبکه ای بودن آنهاست.شبکه ای از اجزا که در کنار هم باید به صورت بی وقفه سرویس دهی نمایند.در این شبکه ها وجود حلقه های بازخورد مختلف برای کنترل سیستم و عدم قطعیت ورودی و خروجیها در زمانهای مختلف و در حوزه های جغرافیایی متفاوت، اختلال و شکست، با گستره ی وسیعی از الگو هایی که پیش بینی آنها غیر معمول و پیچیده هستند، ایجاد می شود.دسته بندی کلی در خصوص این شکستها و اختلال ها به صورت زیر می باشد:

• شکستهای آبشاری : شکست آبشاری زمانی روی می دهد که اختلال در یکی از زیرساختها منجر به خرابی یکی از اجزای زیر بنایی دیگر شود ، امری که اختلال در  زیرساخت دوم را هم در پی خواهد داشت . به عنوان مثال یک قطعی در شبکه توزیع گاز طبیعی (مثل زلزله ، طوفان ، سیل و غیره) و یا خرابکاری تعمدی ، می تواند منجر به خرابی (قطعی) یک واحد تولیدی نیروگاه برق شود که در مسیر خدماتی این سیستم گازی قرار دارد . این واقعه به نوبه خود می تواند به کسری تولید برق در آن منطقه بیانجامد ، امری که می تواند موجب قطعی برق شود (به این نوع قطعی آبشاری از زیرساخت گاز طبیعی به زیرساخت برقی می گویند) . ادامه این حادثه قطعی برق می تواند به نوبه خود به خرابی و قطعی در سایر امور زیربنایی بیانجامد.منظور از شکستهای آبشاری در شبکه زیرساخت ها ، اختلال در عملکرد سایر زیرساختها ، در نتیجه آسیب ، خرابی یا اختلال در عملکرد یک زیرساخت است . دامنه این آسیب می تواند در لایه های مختلف زیرساختی منتشر شده و در بخش های مختلف ، موجب توقف یا اختلال در عملکرد شود . آنچه در یک زیرساخت اتفاق می افتد ، می تواند به صورت مستقیم یا غیرمستقیم ، زیرساختهای دیگر را و مناطق جغرافیایی وسیع را تحت تأثیر قرار داده و امواجی را در سراسر اقتصاد ملی و اقتصاد جهانی منتشر کند . به عنوان مثال ، خاموشی گسترده در کالیفرنیا ، منجر به ایجاد و انتشار اختلالهایی در زیرساختها شد ، حمل و نقل ، خدمات دولتی ، ارتباطات و مخابرات ، بهداشت و درمان ، تأمین غذا ، خدمات مالی ، خدمات اضطراری ، امور بازرگانی و کسب و کار ، تأسیسات آب ، فاضلاب ، نفت و نیروگاههای هسته ای و ساختمان از اختلال در تأمین برق تأثیر پذیرفتند. اگر بخواهیم روابط و وابستگی های بین زیرساختها را به طور همه جانبه نشان دهیم ، به مجموعه روابطی خواهیم رسید که الزاماً جریان یک سویه نخواهد داشت ، به عبارت دیگر روابط علت و معلولی موجود بین کارکرد یا اختلال زیرساختهای مختلف ، نه یک جریان یک طرفه که مجموعه پیچیده ای از روابط همه جانبه و رفت و برگشتی است که در بعضی موارد ، یک اختلال معلول ، بر علت خود اثر تشدید کننده دارد . مدل سازی پیچیدگی روابط بین زیرساخت ها با استفاده از یک چارچوب پویا ، می تواند این پیچیدگی ها را بهتر به تصویر بکشد . 
• خرابی فزاینده : زمانی روی می دهد که خرابی موجود در یکی از زیرساختها ، اختلال مستقلی را در یکی دیگر از زیرساختها تشدید کند . این موضوع معمولن به شکل افزایش شدت خرابی یا طولانی تر شدن زمان ترمیم  و بازسازی ظهور پیدا می کند . به عنوان مثال ، یک قطعی در شبکه مخابراتی ، می تواند به علت قطعی یا اختلال در شبکه حمل و نقل جاده ای و در نتیجه تأخیر در رسیدن گروه تعمیرات و ابزار جایگزین تشدید شود .
• شکست به علت مشترک : این نوع خرابی زمانی روی می دهد که یک یا چند شبکه زیربنایی به طور همزمان قطع شوند . در این حالت ، یک علت مشترک موجب از کار افتادن همه این شبکه ها می شود . قرار گرفتن در یک فضای فیزیکی (وابستگی جغرافیایی) یا گستردگی علت ریشه ای (مثل بلایای طبیعی همچون زلزله یا سیل یا فجایع ساخته دست بشر مانند عملیات تروریستی) می تواند شبکه های زیرساختی مختلفی را به طور هم زمان تحت تأثیر قرار دهد . به عنوان مثال خطوط مخابرات (سیم یا فیبر نوری) و یا خطوط انتقال برق معمولاً از حریم خطوط ریلی استفاده می کنند ، امری که یک وابستگی متقابل جغرافیایی را بین زیربناهای حمل و نقل ، مخابرات و برق ایجاد می کند ، بنابراین یک حادثه مثل خروج قطار از ریل می تواند خطوط ارتباطی و برقی را که در این کریدورها قرار دارند نیز تخریب کرده و منجر به اختلال در خدمات این زیرساختها شود .