4、关键基础设施行为的系统-of-系统分析实现

关键基础设施行为的系统-of-系统分析实现

1. 引言

关键基础设施是对国家的安全、经济、公共卫生和生活方式至关重要的系统或资产，如电力和电信系统、医院等。像2003年美国东北部和加拿大东南部的停电事件，以及2005年路易斯安那州和得克萨斯州的飓风灾害等，都展示了关键基础设施中断可能带来的灾难性影响。虽然无法完全避免中断，但有效的关键基础设施分析实践可以通过改进脆弱性评估、保护规划以及响应和恢复策略，来减少中断的频率和影响。

关键基础设施分析面临着诸多挑战，其具有情境性和多维度的特点。情境性要求在分析中纳入每个基础设施的空间、时间和功能背景；多维度性则需要同时考虑基础设施的工程属性和行为属性。工程属性是基于物理的底层属性，塑造并约束着基础设施的运行；行为属性则源于基础设施的业务流程、决策点、人为干预和参与信息等。这些特点使得关键基础设施分析成为一个“棘手问题”，需要采用系统-of-系统的方法。

系统-of-系统分析适用于理解大规模、高度复杂且相互依赖的现象。关键基础设施系统就具备这些特征，每个基础设施系统都是人员、流程、技术和信息的复杂集合，且相互之间高度依赖，一处中断往往会波及其他基础设施。因此，要对单个基础设施进行恰当分析，就需要对所有相关基础设施进行系统-of-系统分析。

为应对这一挑战，集成建模和仿真成为支持关键基础设施系统-of-系统分析的有前景的方法。但它需要对关键基础设施的情境性和多维度性进行恰当表示，以及一个合适的集成框架和方法。本文主要探讨设计一个合适的集成框架的挑战。

2. 相关工作

在关键基础设施建模和仿真方面，已经探索了多种方法：
|方法|特点|不足|
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