极端降雨条件下城市关键基础设施网络韧性的影响研究

引言近年来,全球变暖引发的极端天气事件频繁发生,尤其是极端降雨导致的城市内涝、地面坍塌、泥石流等次生灾害事件,给城市生命和财产安全带来严重危害。城市由多种关键基础设施系统构成,主要包括电力、供水、交通等。这些基础设施不仅在功能上相互关联,而且在结构上密切耦合,形成了复杂的城市生命线系统网络。

基于文献数据的我国关键基础设施研究现状分析与思考

【目的】准确掌握我国关键基础设施研究现状,为我国关键基础设施学术研究和理论创新提供有益参考。【方法】以中国知网为数据源,以“关键基础设施”为查询词,构建样本库,采用Excel、Python等工具,运用数据分析、逻辑推理等方法,对文献检索要素逐一分析,对主要热词进行解读,全面掌握文献研究现状。【结果】反思了我国关键基础设施建设、运维和安全保障等现实问题,破解了我国关键基础设施在思想认识、法律法规和技术创新等方面的难题。【结论】系统深入地对关键基础设施文献进行分析,揭示了我国关键基础设施研究发展规律和机理,为我国关键基础设施高质量发展提供建议。

欧盟关键基础设施网络安全防护体系政策法规研究

当前,网络空间已成为继海、陆、空、天之后的第五大主权领域空间,不仅事关经济安全和社会稳定,更是国际竞争与政治博弈的关键领域。同其他领土主权一样,保障网络空间安全就是保障国家安全。关键基础设施(以下简称“关基”)作为网络空间的“神经中枢”,其功能稳定与服务持续是维护国家安全和社会稳定的核心要素。以欧盟、美国和日本等为代表的各国纷纷出台相关战略规划、法律法规以及实施方案,进一步加大对关基的网络安全保护力度。

美国关键基础设施网络应急管理与应急处置分析

针对关键基础设施所面临的网络安全问题,美国政府已率先采取积极且前瞻性的措施,致力于持续完善网络安全应急管理体系,并不断优化其应急处置模式。通过相继颁布一系列针对关键基础设施网络安全的政策法规,美国政府正全面深化在应急管理机制完善、技术标准体系健全、前沿技术革新探索以及专业优质人才培养等多个方面的实践,推动美国关键基础设施网络安全领域的发展。此举旨在构建一个相对完善的组织架构和高效的应急响应流程,为有效抵御网络威胁、保障网络安全提供坚实有力的支撑。同时,美国政府的这一系列努力也对我国网络安全应急管理机制的发展起到重要借鉴和启示作用。

浅析网络安全编程在保护政府或企业关键基础设施中的作用

随着信息技术的不断发展,关键基础设施如电力、交通、通信等面临着越来越多的网络安全威胁。网络安全编程作 为保护政府或企业关键基础设施的重要手段之一,发挥着至关重要的作用。本文介绍了网络安全编程的基本概念和原理,探讨了 网络安全编程在保护政府或企业关键基础设施中的应用。具体包括利用安全编程实践提高系统的抗攻击能力,通过行为分析和 异常检测系统来监控系统状态,以及实施访问控制和权限管理等措施来保护关键基础设施的安全。

我国关键基础设施保护立法定位与内容的思考

关键基础设施信息安全保护是保障国家安全、社会正常运转以及实现公民生存权和发展权的基本前提.提出关键基础设施的基本概念、认定标准,试图阐明关键基础设施保护立法与《国家安全法》、《网络安全法(草案)》、等级保护制度之间的关系,并提出了关键基础设施立法的法律定位——安全保障法.我国关键基础设施保护立法应以信息安全保障为重心,在立法内容的设定上即应着眼于对关键基础设施信息安全风险的预防与控制,还应提升对关键基础设施信息安全的技术保障能力、组织保障能力、执法保障能力,加强关键基础设施保护的国际合作.

美国关键基础设施信息安全监测预警机制演进与启示

[目的/意义]当今社会关键基础设施的信息化程度越来越高,随着技术的发展和对信息安全认识的不断加深,如何发展和完善关键基础设施信息安全监测预警制度成为世界各国普遍重视的焦点问题,而我国目前相关研究尚显不足。美国是关键基础设施信息安全保护制度建设开展最早且信息化程度高却从未发生大规模信息安全事件的国家,对其进行系统研究对我国的关键基础设施信息安全制度建设具有重要借鉴意义。[方法/过程]通过对美国关键基础设施信息安全监测预警机制演进的探究,将其归纳为信息系统安全、反恐和国土安全以及网络空间安全三个发展阶段,并对美国在不同阶段监测预警机构、监测预警信息收集与分析以及预警处置等方面的机制演进进行研究。[结果/结论]通过解析美国如何逐步建立了较为完备的关键基础设施信息安全监测预警机制,从而为我国关键基础设施信息安全监测预警制度的建立和完善提供借鉴,建议我国应当确立监测预警机制为核心的国家关键基础设施信息安全保护制度。

关键基础设施网络安全技术研究进展

通过对关键基础设施的网络安全现状进行总结,对关键基础设施的安全威胁进行了分类,着重对信息物理融合系统在受到网络攻击时采用的数据词典、证据理论、博弈论等方法进行网络安全防护深入分析,着重分析了基于信任理论的信息物理融合系统的防御方案,阐述了关键基础设施的相关性与脆弱性之间的关系,总结了现有主要的关键基础设施网络安全的模拟技术,对比分析了现有的仿真技术的特点。最后提出了关键基础设施网络安全技术值得深入研究的发展方向。

电力关键基础设施网络仿真模型研究

电力网络模型是关键基础设施模型中的重要组成部分。分析了现实电力网络的拓扑结构和运行原理,根据复杂网络的基本理论,采用基于Agent的建模方法设计实现了关键基础设施中电力网络模型。通过仿真实验,较好的模拟了电力系统输送电能的动态过程和因偶发故障而造成的大规模停电现象,对复杂电力网络的动力学特性进行了初步探索。

关键基础设施及其安全管理

关键基础设施(CI)系统是复杂的、高度相互依存的、网络化的社会—技术系统,一旦系统被中断或者被破坏,将会对国民健康、国土安全、经济稳定以及政府的正常运转等产生重大的影响.主要研究关键基础设施及其安全管理过程中的若干问题,对CI的特点进行了分析和总结,建立了网络化CI系统的体系结构,并利用视图模型来描述系统,同时还给出了灾难处理的一般过程.最后,进一步探讨了如何使用系统工程的方法来分析和模拟网络化CI系统的运行方式、潜在的薄弱环节以及改进这些薄弱环节的实施方法.

城市关键基础设施体系毁伤恢复力评估方法研究

研究城市关键基础设施体系在各类毁伤下的恢复能力评估方法。基于现有恢复力研究中考虑因素的不完整性,提出了"恢复程度"这一关键因素,同时构建了包含毁伤概率、毁伤后果、恢复速率和恢复程度4个主要因素在内的城市关键基础设施体系恢复力定量评估理论框架。在恢复力技术和组织两个维度分别设计体系性能时程响应函数,实现了恢复力在技术和组织双维度上的评估。在以江苏省连云港市区供水网络为例的案例研究中,依据所提出的评估框架构建体系恢复力评估仿真流程,对特定毁伤场景下的体系毁伤恢复力进行分析,得出关键基础设施体系毁伤恢复力在不同恢复条件下的变化规律。

网络化关键基础设施依存关系建模与仿真方法研究

针对关键基础设施(CI)依存关系导致的系统级联效应这一问题,在系统化分析网络化CI依存关系建模与仿真的各种方法之上,通过比较各种研究方法的优缺点、适用范围、存在问题,提出采用系统动力学和Multi-Agents混合建模方法,来模拟系统之间的动态关联关系的变化。最后,以一个水资源系统的突发安全事件为例,利用Any-Logic软件对事故所涉及影响到事故系统间的参数进行优化与数值模拟。结果表明:通过该方法优化试验确定事故水系统对其他关联系统的最优供给量,优化该地区的基础设施网络运作能力,同时有效防御系统的级联损失。

国家关键基础设施网络综合仿真模型设计

为了能够评估各种军事和非军事行动对国家关键基础设施网络的影响,采用复杂网络和Agent建模方法构建国家基础设施网络综合仿真模型来分析对基础设施的影响过程。采用多领域分层结构的方法来设计国家关键基础设施的综合仿真模型的总体框架结构,给出了国家关键基础设施仿真模型的逻辑结构,采用构建影响区人工势场的方法来设计基础物理和空间关联关系模型,采用全球三维地理信息系统GeoMatrix设计三维可视化系统,基于COM+和数据库设计了系统模型的分布式总体集成策略。

面向韧性提升的相互依赖关键基础设施网络灾后修复模型研究

科学合理制定相互依赖关键基础设施网络(Interdependent Critical Infrastructure Network,ICINs)遭灾后毁坏组件的修复计划是其安全管理的至关重要内容。本文首先明确了ICINs的韧性测度,分析了其灾后修复策略;然后基于网路流理论,以最大化ICINs的韧性为目标,构建了在有限灾后修复资源约束下,ICINs的灾后修复任务选择与调度的混合整数规划模型,并设计了遗传算法进行求解;最后通过不同规模的用例实验对模型和遗传算法进行了测试。研究表明:(1)该模型具有解决相关问题的可行性与有效性;(2)设计的遗传算法能获得质量较高的满意解,且对于大规模问题,遗传算法的求解时间与求解结果优于Cplex软件;(3)将网络之间的功能与空间相互依赖同时纳入模型中,能使ICINs的韧性达到更高。研究可为ICINs的灾后修复决策提供辅助。

关键基础设施网络体系易损性定量评估

为了保护关键基础设施网络在战时的系统功能,基于复杂网络理论建立了基础设施网络体系易损性评估框架。在该框架中,以控制时间内网络终端节点的各类需求满足程度作为基础设施网络效能的评价指标,融合规划布局、连通通道冗余备份、抢修抢建等因素,设计体系易损性评估公式,并以某交通运输体系为例进行案例研究。结果表明,在控制时间内,该网络体系效能在4种随机攻击模式中的最大损失率约为17%,最小损失率约为7%。在各种袭击场景下随机增加网络连通通道,体系性能损失率没有明显变化,因而以往随机增加基础设施网络通道等手段,并不能够降低体系易损性。

“互联网+”时代关键基础设施信息安全法律保护研究

在"互联网+"时代,关键基础设施的信息安全对维持社会正常运转,维护国家安全和社会稳定,保障公众实现生存权与发展权至关重要。而关键基础设施信息安全法律保护的立场和路径与一国的基本国情密切相关,但是也应当包含预防为主、协调统一与合作共享的基本共识。我国现行法律制度无法适应"互联网+"时代的关键基础设施信息安全保护需求,在法律理念和具体制度设计上存在诸多不足,亟待加强顶层设计,通过专项立法的方式,推动"互联网+"时代的关键基础设施法律保护。

等级保护与关键基础设施防护的融合研究

文章通过对信息安全等级保护工作思路和关键基础设施防护思路对比分析,认为二者在最终防护目的上基本是一致的,都要求重点保护对于机构或国家来讲都是非常重要的信息系统。在此基础上,文章分析了二者在各个环节可能的融合点,包括系统定级、分级保护、系统保障、部门合作以及法律问题等。通过分析二者的相似点和不同点,文章认为等级保护工作可以充分吸收关键基础设施防护的精髓,不断完善,从而使等级保护工作达到全面地保护信息系统的目的。

突发事件下城市关键基础设施应急策略研究

城市关键基础设施系统由于相互之间存在的各种关联关系而形成了一个相互依存的网络化复杂系统,在突发事件下,一个单一系统功能的失效或部分功能丧失会导致与其相关联的系统产生级联失效现象。针对关键基础设施系统间相互耦合的特性,建立了突发事件下多层系统之间的供需关系网络数学模型,提出当某单一系统的节点失效后,通过分析事故链,利用与之耦合系统的供需关联关系,进行紧急状态下的备用资源调度应急策略。研究表明,基于城市关键基础设施系统之间的供需关联关系来进行资源调度的应急决策能够有效地突破传统方法中以调用备用资源为主的单系统内部优化应急策略的局限性,更有效地优化整个网络资源以降低系统总体损失。

城市关键基础设施系统关联异动脆弱性评估

针对城市关键基础设施系统(Critical Infrastructure System,CIS)内部复杂的关联关系,提出一种以关联异动为驱动的脆弱性评估方法.选取地理关联和物理关联作为主要研究内容,分析关联异动产生机理.在复杂网络的视角下,以欧几里德距离衡量地理关联程度,以功能完整性函数和损失程度测量物理关联程度,将两者无纲量化后的值作为城市CIS最终脆弱值,反映系统当前状态.将该方法应用于S城市的CIS,给出算法具体评估过程和分析结果.

关键基础设施安全威胁及对策分析

文章对关键基础设施面临的安全威胁进行分析,在此基础上以伊朗"震网"事件为例,重点指出了我国关键基础设施安全保障中存在的问题,并提出了对策和建议。