關鍵基礎設施係統保護建模與仿真 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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☆☆☆☆☆

韓傳峰 等 著

圖書標籤:

• 關鍵基礎設施
• 係統安全
• 建模仿真
• 網絡安全
• 電力係統
• 水務係統
• 交通係統
• 風險評估
• 安全防護
• 應急響應

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030491305

版次：1

商品編碼：12012462

包裝：精裝

叢書名： 公共安全應急管理叢書“十二五”國傢重點圖書齣版規劃項目國傢齣版基金項目

開本：16開

齣版時間：2016-07-01

用紙：膠版紙

頁數：167

字數：232000

正文語種：中文

內容簡介

　　《關鍵基礎設施係統保護建模與仿真》采用“係統之係統”思想，立足學術前沿，將復雜係統、復雜網絡、動力學模型和博弈論等理論方法成功地融入到關鍵基礎設施係統保護中，形成係統結構總體分析、規劃和設計的新思路、理論和方法。
　　《關鍵基礎設施係統保護建模與仿真》分析單一關鍵基礎設施係統內部失效産生連鎖反應導緻的係統崩潰，以及關聯關鍵基礎設施係統的相互作用機理及脆弱性特徵，提齣相應的修復策略；結構安全之外，注重功能安全，構建脆弱性雲分布模型，綜閤度量關鍵基礎設施係統脆弱性分布的態勢；關注係統保護的不確定性與動態性，建立反恐應急設施選址的動態博弈模型，仿真分析不同情景下的優設施分布策略。
　　《關鍵基礎設施係統保護建模與仿真》麵嚮公共安全與危機管理、係統工程、管理科學與工程等領域的研究人員，以及具有一定的復雜網絡、動力學建模和博弈論基礎的高年級本科生和研究生。各章邏輯嚴密、自成一體，可根據興趣和需要選擇閱讀。

目錄

第1章 關鍵基礎設施係統相互作用與保護
1．1 關鍵基礎設施係統及其相互作用
1．2 關鍵基礎設施係統風險及保護
1．3 本書研究內容

第2章 理論與方法
2．1 復雜係統建模與仿真
2．2 復雜網絡理論與方法
2．3 博弈論概述

第3章 單一關鍵基礎設施網絡脆弱性仿真與保護
3．1 關鍵基礎設施復雜網絡脆弱性
3．2 關鍵基礎設施網絡結構脆弱性仿真——以交通網絡為例
3．3 關鍵基礎設施網絡功能脆弱性仿真——以電力網絡為例
3．4 關鍵基礎設施網絡保護策略

第4章 關聯關鍵基礎設施係統相互作用建模及脆弱性分析
4．1 關聯關鍵基礎設施係統相互作用模型及修復策略
4．2 關聯關鍵基礎設施係統脆弱性分析

第5章 關鍵基礎設施係統脆弱性雲分布
5．1 關鍵基礎設施係統服務的脆性傳導關係網絡
5．2 單一關鍵基礎設施係統脆弱性雲分布
5．3 關聯關鍵基礎設施係統脆弱性雲分布

第6章 關鍵基礎設施選址建模與仿真——以反恐應急設施為例
6．1 反恐應急設施選址動態博弈模型
6．2 能力約束條件下反恐應急設施選址動態博弈模型
6．3 失效風險下反恐應急設施選址動態博弈模型

第7章 總結與展望
7．1 主要結論
7．2 研究展望
參考文獻

精彩書摘

　　《關鍵基礎設施係統保護建模與仿真》：
　　1.3本書研究內容
　　本書主要研究內容分為4部分。
　　1.單一關鍵基礎設施網絡脆弱性仿真與保護
　　拓撲結構對於分析瞭解網絡全局抗毀性、健壯性和穩定性等具有重要意義。復雜網絡脆弱性研究的對象包括基於理論模型和現實世界的網絡。研究錶明，無標度網絡在隨機失效下比隨機網絡具有更強的容錯性，在選擇性攻擊下則異常脆弱，在很大程度上改變和拓展瞭對網絡抗毀性的認識。目前研究多從“共性”人手，試圖揭示復雜網絡脆弱性的一般規律，忽視瞭不同應用背景下網絡脆弱性的“特殊性”。因此，以實際關鍵基礎設施係統工程為背景的抗毀性建模、仿真和優化，將是研究關鍵基礎設施係統脆弱性的重要方法和內容。復雜網絡研究的一個重要目的是設計齣更安全和優越的網絡，拓撲結構及性質對於尋找網絡重要元件和控製網絡行為非常重要。現實工程網絡內部交叉滲透，交互作用，從工程結構單體齣發，難以確定對係統全局具有重要影響的防護對象。從關鍵基礎設施係統工程網絡的拓撲結構和內在特徵分析人手，挖掘隱藏在網絡拓撲中的重要局域結構或不同局域間的安全邊界，並構建閤理配置資源的保護手段，使係統即使在遭受攻擊後仍可完成關鍵任務。
　　第3章基於復雜網絡脆弱性理論及相關研究成果，確立關鍵基礎設施工程網絡脆弱性錶徵，考慮係統被攻擊和入侵的常態性，針對各類突發事件擬定工程網絡的節點和邊在隨機乾擾或蓄意破壞下的9種仿真策略。基於Matlab平颱編程，仿真分析世界城市地鐵網絡和中國國傢關鍵基礎設施工程網絡結構的脆弱特徵，並比較分析共性和個性特徵。建立纍積有效性能模型，描述電力網絡的功能特性，設置隨機去除節點、按度數由大到小去除節點和按介數由大到小去除節點3種攻擊模式，分析電力網絡在不同耐受性係數和臨界時間下的功能脆弱性。基於網絡化數據挖掘和可視化工具Netdraw，提齣分彆針對節點和邊重要性進行的骨乾網和社團網的優化策略，以中國國傢高速公路網絡為例，探究關鍵基礎設施係統工程網絡的保護方式。
　　2.關聯關鍵基礎設施係統相互作用建模及脆弱性分析
　　由於關鍵基礎設施間在物理、地理、信息和邏輯等方麵存在關聯，內部擾動或外部乾擾必然在關聯基礎設施間傳播，引發相互作用，降低係統功能和恢復力。相互作用研究最早關注網絡遭受突發故障和蓄意攻擊後拓撲結構的變化，針對結構損壞的乾擾方式，分析拓撲結構與網絡抗毀性的關係。之後，Rinaldi等綜閤結構和功能依賴兩方麵，依據乾擾傳播機製，將關鍵基礎設施相互作用分為同因失效、升級失效和級聯失效三類。其中，同因失效是指基礎設施在同一時刻、因同一原因發生的組分失效；升級失效是指基礎設施組分受損，加重其他組分或關聯基礎設施受損和加劇修復睏難的過程；級聯失效是指基礎設施組分受損，引發其他組分或關聯基礎設施連續失效的過程。
　　第4章將關鍵基礎設施係統的工程特性、相互作用和抗毀性等分彆抽象為網絡運行機製、層次關係及脆弱性等問題。基於復雜係統、復雜網絡理論方法，建立關鍵基礎設施網絡錶述框架，提齣關鍵基礎設施係統的相互作用錶示方法、關聯關鍵基礎設施係統的脆弱性分析方法，並通過實例仿真分析，研究揭示關聯關鍵基礎設施係統的相互作用機理和脆弱性特徵。
　　……

好的，以下是一本名為《關鍵基礎設施係統保護建模與仿真》的圖書簡介，內容詳實，不包含該書的具體內容： --- 圖書名稱：關鍵基礎設施係統保護建模與仿真 圖書簡介 在當代社會，關鍵基礎設施（Critical Infrastructure, CI）係統，如能源、交通、通信、水利、金融和公共服務等，是支撐國傢正常運行和保障社會穩定的基石。這些係統的復雜性、相互依賴性以及日益增長的網絡化特徵，使得它們麵臨著來自自然災害、人為破壞、恐怖襲擊乃至網絡攻擊的嚴峻挑戰。傳統的安全防護手段已難以有效應對這些多維度的威脅，迫切需要一種係統化、前瞻性和量化的安全評估與防護策略。 本書《關鍵基礎設施係統保護建模與仿真》正是在這一背景下應運而生，旨在為安全管理人員、係統工程師、政策製定者和研究人員提供一個全麵、深入且實用的框架，以理解、評估和提升關鍵基礎設施的韌性與安全水平。本書嚴格遵循係統科學和工程學的基本原理，聚焦於如何構建科學的數學模型和高效的仿真環境，從而在虛擬空間中對現實世界的復雜係統進行深入剖析和優化。 全書的結構設計力求邏輯嚴謹，循序漸進。首先，本書從宏觀層麵剖析瞭關鍵基礎設施的係統特徵、相互依賴性結構以及主要的威脅模型。這部分內容強調瞭識彆係統邊界、關鍵節點（或稱作“單點故障”）以及依賴關係鏈的重要性，為後續的建模工作奠定瞭堅實的理論基礎。我們深入探討瞭如何從拓撲結構、功能流程和信息流動的角度對復雜係統進行抽象和分解，以便於管理和分析。 核心章節聚焦於建模方法論。本書並非簡單羅列已有的安全技術，而是緻力於構建一套可操作的建模範式。這包括但不限於：基於圖論的拓撲分析模型，用於刻畫係統組件間的物理或邏輯連接；基於馬爾可夫過程或隨機 Petri 網的動態行為模型，用於模擬係統在故障或攻擊下的狀態轉移和恢復過程；以及麵嚮智能體的行為建模，用於模擬攻擊者和防禦者之間的博弈過程。我們特彆關注多域、多尺度的建模挑戰，即如何將網絡安全、物理安全和人員行為有機地整閤到一個統一的分析框架之中。對於高度異構的係統，書中詳細闡述瞭如何利用集成建模技術，打破不同子係統（如 SCADA 係統、企業信息係統與物理流程）之間的信息壁壘。 在模型構建之後，仿真技術作為驗證和評估的關鍵工具被提到瞭核心地位。本書詳細介紹瞭如何利用高性能計算資源，搭建起能夠支持大規模、長時間運行的數字孿生（Digital Twin）或高保真度的仿真環境。我們探討瞭不同仿真範式的適用性，例如，離散事件仿真（DES）在模擬特定事件序列和資源競爭時的優勢，以及基於代理人（Agent-Based Modeling, ABM）在模擬群體行為和非綫性反饋效應時的潛力。對於涉及大量不確定性的場景，本書提供瞭概率模型在仿真中的應用指南，確保仿真結果的統計有效性和可靠性。 本書的一個重要側重點在於量化評估與安全指標體係的構建。僅僅進行仿真是不夠的，還需要有一套科學的指標來衡量係統當前的“韌性”（Resilience）水平。我們深入探討瞭如何定義和計算關鍵性能指標（KPIs），例如係統平均恢復時間（MTTR）、關鍵服務中斷的概率、以及在不同攻擊場景下的服務降級程度。這些量化指標為決策者提供瞭直觀的依據，用以指導資源的最優化分配，優先加固最脆弱的環節。 此外，鑒於網絡空間已成為關鍵基礎設施麵臨的主要威脅來源，書中專門設立章節討論網絡攻擊麵建模與防禦仿真。這部分內容涵蓋瞭針對工控係統的特定攻擊嚮量分析，如何利用仿真環境對入侵檢測係統（IDS）和防禦策略（如微分隔離、冗餘備份）的有效性進行“紅藍對抗”式的驗證。 本書的特色在於其強烈的工程應用導嚮。在每一部分理論闡述之後，我們都力求提供詳實的案例分析或方法論步驟，指導讀者如何將抽象的模型轉化為實際可操作的防護方案。這些應用案例涵蓋瞭能源電網的級聯故障分析、城市交通係統的擁堵與恢復優化，以及通信網絡在災難發生後的服務保障能力評估等方麵。 總而言之，《關鍵基礎設施係統保護建模與仿真》是一部麵嚮復雜係統安全防護領域的綜閤性專著。它不僅提供瞭理解關鍵基礎設施復雜性的理論工具，更重要的是，它構建瞭一套將係統理論、計算方法與工程實踐緊密結閤的分析框架。本書旨在幫助讀者超越傳統的被動響應模式，轉嚮主動的、基於模型的、量化的風險管理和韌性建設，從而為保障國傢關鍵生命綫安全提供堅實的理論支撐和技術保障。本書適閤於從事係統安全、工程仿真、應急管理以及信息安全等領域的專業人士深入研習。 ---

評分☆☆☆☆☆

我個人對這類需要高度專注和深度思考的書籍情有獨鍾。這本書恰恰滿足瞭我的這一需求。它沒有那些浮光掠影式的描述，也沒有為瞭吸引眼球而刻意製造的懸念。所有的內容，都圍繞著核心主題展開，並且層層遞進，邏輯清晰。我在閱讀過程中，常常會發現自己陷入沉思，不斷地在腦海中構建模型，試圖理解作者所描繪的那個復雜而精密的係統。書中的很多觀點，都具有很強的啓發性，它們能夠引導我去思考一些我從未觸及過的問題。而且，作者在組織材料方麵，也做得非常齣色，使得那些原本可能非常晦澀的理論，在經過他的闡述後，變得相對易於理解。當然，這並不意味著它是輕鬆易懂的，但相比於其他同類書籍，它在清晰度和條理性上，無疑更勝一籌。我非常欣賞這種不浮誇、紮紮實實做學問的態度。

評分☆☆☆☆☆

當我嘗試去理解書中的某些段落時，我常常需要藉助其他輔助資料，這本身就說明瞭這本書的深度和廣度。作者的論述，並非停留在錶麵，而是挖掘到瞭更深層次的原理和影響因素。在閱讀的過程中，我能清晰地感受到作者對於整個領域的深刻洞察，他能夠預見潛在的問題，並提前給齣相應的解決方案。而且，書中很多章節的邏輯銜接都非常緊密，一個問題的提齣，往往是前文論述的必然延伸，而對這個問題的解答，又為下一章的內容奠定瞭基礎。這種環環相扣的敘事方式，雖然對讀者的理解能力提齣瞭更高的要求，但一旦你跟上作者的思路，你會發現整個知識體係是如此的完整和統一。我甚至覺得，這本書不僅僅是關於一個具體的技術，更是一種思考方式的訓練，一種解決復雜問題的思維模式的培養。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計非常樸實，沒有太多花哨的圖案，封麵主色調是沉靜的藍色，搭配簡潔的銀色字體，給人一種專業、嚴謹的感覺。拿到手的時候，就能感受到紙張的厚實和質感，翻閱起來非常順滑，沒有毛邊，印刷也清晰到位。我特彆喜歡它的大小，放在書架上不會顯得過於突兀，又能在需要的時候方便地拿取。書本的排版也相當考究，字號適中，行間距和段落間距都拿捏得恰到好處，閱讀起來不會感到擁擠或疲勞。即使長時間閱讀，眼睛也不會有太大的負擔。封麵和封底的內頁還印有一些簡介性的文字，雖然不是內容本身，但從這些文字中，我能感受到作者和齣版方在細節上的用心，仿佛在提前預告一場關於深度思考的旅程。我是一個非常注重書籍實體感受的人，一本好書不僅僅是內容，它的“形”同樣重要。這本書在這方麵做得相當不錯，讓人在開始閱讀之前就已經對它産生瞭良好的第一印象，也更加期待裏麵蘊含的知識。

評分☆☆☆☆☆

從第一頁開始，我就被那種深入骨髓的專業感所吸引。作者在文字的運用上，嚴謹到近乎苛刻，每一個術語的齣現都仿佛經過瞭韆錘百煉，精準地錶達著特定的概念。這不是一本可以隨便翻翻的書，它需要你全神貫注，甚至在閱讀過程中，我發現自己時不時會停下來，迴溯前麵幾頁的論述，試圖更透徹地理解作者構建的邏輯框架。有時候，你會覺得作者像是站在你麵前，用一種沉穩而自信的語調，一步步引導你進入他精心鋪設的思維迷宮。盡管我還沒有深入到所有細節，但那種清晰的思路和嚴密的論證，已經讓我對作者的深厚功底和研究的紮實程度有瞭初步的認識。這本書就像一個精密的技術手冊，每一個句子都指嚮一個具體的問題，並且試圖給齣嚴謹的解答。這種風格，對於那些習慣瞭輕鬆閱讀的讀者來說，可能需要一些適應，但對於真正渴望汲取知識、解決實際問題的專業人士，這無疑是一筆寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺，就像在參加一場高級彆的學術研討會，隻不過這次是以閱讀的形式。裏麵的討論，很多時候超齣瞭我最初的預期，它涉及到一些非常前沿的理論和實踐，並且將這些理論與實際應用場景緊密地結閤起來。我發現，作者在處理問題時，並非簡單地羅列現象，而是深入到問題的本質，去剖析其內在的運行機製和相互關係。這種分析的深度，讓我不禁對一些看似簡單的問題有瞭全新的認識。而且，書中頻繁齣現的案例分析，更是將抽象的理論具象化，讓我在閱讀枯燥的理論時，也能清晰地看到它們是如何在現實世界中發揮作用的。我能感受到作者在梳理和錶達這些復雜概念時所付齣的巨大努力，他試圖用最簡潔、最有效的方式，將最核心的知識傳遞給讀者。這種學術性的嚴謹和實踐性的指導相結閤，讓這本書顯得格外有價值。