《關聯基礎設施網路的脆弱性研究》是依託華中科技大學，由洪流擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：關聯基礎設施網路的脆弱性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：洪流
- 依託單位：華中科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基礎設施網路的脆弱性研究是關係到國計民生的重大問題，近年來受到了各國政府及學術界的普遍重視。目前，相關研究主要針對單一基礎設施網路展開，而對關聯網路進行系統研究的還不多見；另外，複雜網路從結構的角度研究網路脆弱性，網路功能模型從功能的角度研究網路脆弱性，但將兩者結合起來分析關聯基礎設施網路脆弱性的研究才剛起步。. 本項研究擬綜合國內外基礎設施網路研究成果，借鑑複雜網路理論與方法，歸納並提出關聯基礎設施網路脆弱性研究的相關概念體系；構建關聯基礎設施網路研究模型；進而從結構和功能兩個角度分析關聯基礎設施網路的脆弱性，設計網路調整策略；並以2008年我國南方雪災為案例進行實證研究，利用仿真檢驗研究成果的正確性。本項研究不僅能夠豐富複雜網路、複雜系統的研究方法和內容，還能為我國基礎設施網路系統的保護和改進提供理論依據，提高我國基礎設施網路系統應對突發事件的能力。
結題摘要
基礎設施網路的脆弱性問題是關乎國計民生的重大研究課題，倍受各國政府及學術界重視。在青年科學基金項目（60903174）資助下，本項目組已在單個基礎設施網路建模、關聯基礎設施網路建模、以及它們在各種隨機與蓄意攻擊下的脆弱性分析等方面取得了一定的成績, 發表相關學術論文13篇，其中SCI收錄9篇，EI收錄4篇。按照基金申請書中的研究內容，主要完成了一下四點工作：1、關聯基礎設施網路脆弱性研究相關概念體系的建立。 項目組對關聯基礎網路脆弱性研究所涉及到的相關概念進行了明確的定義，具體包括基礎設施網路環境的界定、基礎設施網路關聯關係的定義和分類、關聯基礎設施網路脆弱性的定義以及攻擊方式的定義和分類等。從方法論的角度給出了關聯基礎設施網路脆弱性分析的框架；2、關聯基礎設施網路的建模。 項目組對多類單個基礎設施網路（如電網、供水網、天然氣網、鐵路網等），以及關聯基礎設施網路（如電網與供水網、電網與天然氣網、電網與捷運網等）進行了拓撲結構建模與功能建模。建立了武漢市關聯電網與供水網的功能模型，並提出了兩個網路之間關聯結構的設計策略；建立了虛擬的關聯電網與天然氣網的拓撲結構模型和功能模型，並提出了兩種模型的融合框架；對自組織網路進行了研究，建立了研究自組織網路相繼故障特性的網路化模型，並以美國西部電網為例，分析了其在蓄意攻擊（即重要節點故障）下的脆弱性。 3、關聯基礎設施網路的脆弱性分析及調整策略設計。 項目組研究了關聯基礎設施網路脆弱性的各類評估指標，分析在隨機攻擊以及蓄意攻擊方式下這些指標的變化情況，並設計了網路調整策略，以降低關聯基礎設施網路的脆弱性。對上海捷運網進行了脆弱性分析，分別從網路的連通脆弱性、運輸功能脆弱性和線路脆弱性三個方面討論了捷運網路的脆弱性；研究了關聯電網與供水網在節點相繼故障下的脆弱性，並分析了不同擾動策略以及不同關聯結構設計策略對網路性能的影響；利用投入產出模型從經濟的角度討論了關聯基礎設施網路的脆弱性。4、關聯基礎設施網路脆弱性的實證研究及仿真。 以武漢市2008年遭遇的雪災為背景，收集了雪災爆發期間詳細的氣象信息以及基礎設施網路的受損數據，以驗證上述關聯基礎設施網路脆弱性分析方法。
