关键基础设施连锁失效路径的统计识别与管理对策研究

摘要

关键基础设施是保障城市的“生命”正常运转、维系现代城市功能与区域经济功能的大型技术系统，主要包括城市水供给与水处理、电力、通信、运输、天然气和石油、政府服务、银行与商业、应急服务系统等。关键基础设施十分重要，但却很脆弱，一旦失效，极易引发连锁反应，形成跨越功能边界、地理边界和行政边界的跨边界危机，造成严重的社会经济后果。因此，在关键基础设施连锁失效突发事件的应对，城市的减灾防灾，以及跨边界危机的管理应对中，如何有效的识别关键基础设施的连锁失效路径并进行提前阻断，防范失效风险的扩大升级，已成为当前城市减灾防灾与危机管理亟待解决的重要问题。
　　与目前所普遍采用的“假设-演绎”的研究思路不同，本文通过文献研究、案例研究、经验归纳和统计识别等研究方法，提出了一种基于经验归纳的分析框架，用以识别和分析相互依赖关键基础设施间的连锁失效路径，从而为关键基础设施失效的突发事件的应急管理提供决策支持。本文搜集建立了关键基础设施连锁失效案例库，以构建关键基础设施连锁失效节点的统计指标和设计关键基础设施连锁失效路径识方法作为研究重点，分别对国内和国外关键基础设施及其子网络连锁失效路径进行了深入探讨。首先，建立了关键基础设施连锁失效案例数据库，共收集了229个近年来的部分关键基础设施的失效事件，发生区域遍及国内和国际，其中国内事件156例，国外事件73例，并以此作为本文研究的数据来源。然后，抽取关键基础设施连锁失效的逻辑关系并构建关键基础设施连锁失效的统计指标，分别包括属性维、关系维、拓扑维（如触发型失效次数、受影响型失效次数、影响比率、失效级次，失效特定组合+失效频次等）对数据进行统计、识别和分析，最终形成对相互依赖的关键基础设施网间脆弱性的定量评价和认识。最后，设计了关键基础设施连锁失效路径的识别方法和概率统计方法，并应用于本文案例库，通过实例分析对该方法的正确性和实用性进行了验证。利用该方法识别出关键基础设施致命及严重失效路径，从而可以在有成本等限制的条件下，仅仅通过以往的经验分析提高有关部门排查工作的效率。以上工作可以对基础设施失效的应急管理以及跨边界危机的管理提供管理上的引导和决策上的支持。

目录

声明

1 绪论

1.1 选题依据

1.2 国内外研究综述

1.3 论文内容、研究方法和路线

2 关键基础设施连锁失效路径分析框架

2.1 关键基础设施与连锁失效

2.2 关键基础设施连锁失效案例数据库的构建

2.3 关键基础设施连锁失效的统计分析方法

3 关键基础设施连锁失效的节点统计

3.1 关键基础设施连锁失效网络结构

3.2 关键基础设施联锁失效指标统计

4 关键基础设施连锁失效的路径识别与概率统计

4.1 关键基础设施网络的失效路径识别

4.2 关键基础设施子网络路径识别

4.3 关键基础设施网络失效路径的概率统计

4.4 关键基础设施子网络失效路径的概率统计

5关键基础设施连锁失效的管理对策

结论

参考文献

附录 案例来源

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢