在过去的十几年中,网络科学得到了迅速的发展,成为大量复杂系统研究中一个有力的工具。之前大部分复杂网络的研究都只关注了网络上的内部关系,而忽略了网络之间的关联。而事实上,网络通常与外部网络之间也存在着相互作用。因此,相互依存网络,多层网和网络的网络能够更好地对真实系统进行建模,其概念自2010年被提出之后立即成为近几年的研究热点。目前的研究结果表明,相互依存网络的鲁棒性与传统的单层网络相比更加脆弱,甚至单个节点的破坏就有可能引发级联失效,导致全网瘫痪,造成巨大的灾难性危害。目前,相互依存网络上的级联动力学机制还没有得到完整清晰的揭示。拓扑为局部树状结构的非空间嵌入相互依存网络已得到了大量的研究分析。而空间嵌入网络,由于其拓扑为局部非树状结构,缺乏有力的理论分析工具,大部分研究还集中于随机依存系统。事实上,空间嵌入网络间的依存关系通常不是随机的。与此同时,相互依存网络的极度脆弱性向系统的鲁棒性增强策略提出了新的需求与挑战。一方面,相互依存网络造成灾难性危害的风险更大,更需要相应的鲁棒性增强策略对其进行保护;另一方面,相互依存网络的拓扑更加复杂而且传统的策略对其不再有效,相应的鲁棒性增强策略面临更大的挑战。为了解决上述问题,本文提出了依存映射随机性可控的空间嵌入相互依存网络模型,进一步研究了空间嵌入相互依存网络的级联动力学机制。并提出了一种新的鲁棒性增强策略。本文的主要工作如下:1.探究了依存映射的随机性对相互依存空间嵌入网络的级联动力学影响机制。首先,将小世界网络的构建思想引入了相互依存网络,构建了具有依存映射随机性可控的空间嵌入相互依存网络模型。并在此基础上,研究了依存映射随机性与系统渗流相变特性以及相变临界值的关系。进一步地,本文提出了一种相互依存网络暂态特性的分析方法,以渗流临界值点的级联失效响应时间作为系统的暂态特性的代表值,从另一个维度分析了相互依存网络的级联失效特性。实验发现,依存映射随机性是影响空间嵌入相互依存网络的级联动力学的一个重要的因素。2.提出了一种新的相互依存网络鲁棒性增强策略。首先,本文对已有的相互依存网络鲁棒性增强策略进入了深入对比,分析了基于网络关键节点的自治节点选取策略优缺点,最后提出了一种基于迭代的自治节点选取鲁棒性增强策略。对比已有的研究结果,该策略能使网络的鲁棒性得到了进一步的提升。