论文部分内容阅读
我国古人对安全的最高境界的诠释是“路不拾遗,夜不闭户”,我国当前的政府对人民未来生活勾勒的蓝图是构建平安城市,建设和谐社会。何为“平安”?“平安”就是人人安全、事事安全、时时安全和处处安全,是可以惠及整个社会和民众的“大平安”。如何才能实现“大平安”?“大平安”就需要“大安防”,即政府、社会和民众共同参与其中,采用多种防护手段(人防、物防、技防),调动各种防范要素(探测、反应、延迟)为社会和民众提供一种全方位的保障,即在时间域和空间域上多层次、多维度的防护。随着云计算、物联网等新兴技术的发展与成熟,安全防范系统也正在从“小安防”体系向“大安防”的安全防范网络发展,当前对安全防范系统评估的研究大都是针对“小安防”体系的单个安全防范系统,相关研究成果很难适应“大安防”体系下安全防范网络的建设需要,因此迫切需要针对大型的安全防范网络的特点,建立科学客观的防护效能评估的方法和理论体系,指导大型安全防护防范系统的建设。在国家自然科学基金面上项目《基于风险熵模型的社会安防系统网络效能评估技术研究》(编号:61170023)、中央高校基本科研业务费专项资金—青年教师资助项目《基于风险熵模型的安全防范效能评估技术研究》(编号:3101014)和武汉大学博士生自主科研基金项目《基于风险熵模型的社会安防系统网络风险评测技术研究》(编号:20102110101000117)的资助下,本文对“大安防”体系下的安全防范系统的效能评估进行研究。将安全防范系统抽象成由多个安防节点组成的网络,将每个安防节点抽象成有人和安防设备组成的系统。首先研究基于失效特征量退化分析模型的安防设备失效评估技术,实现对任意时刻安防设备的失效度进行度量;其次研究基于安防设备失效度的防护能力失效性评估技术,实现对防护能力在某一时刻失效可能性的度量;再其次研究基于风险熵与防护能力失效度的安防节点效能评估技术,在安防节点效能评估中考虑防护能力失效的因素,提高评估结果的科学合理性;最后研究基于防护薄弱路径代价的安全防范系统效能评估技术,解决对多防护目标的安全防范系统的效能度量的问题。具体来讲,本文的主要研究成果如下:(1)基于失效特征量退化分析模型的安防设备失效评估技术安全防范系统可以看成是由人和安防设备组成的系统,安防设备是安全防范系统的最小的防护单元,每个安防设备都有一定的生命周期,安防设备的失效性会对安全防范系统的防护效能产生重要的影响,而当前对安全防范系统效能评估的研究中忽略安防设备失效的因素,影响评估结果的科学合理性。针对当前安全防范系统效能评估中缺乏对安防设备失效性科学度量的问题,本文根据实际中安防设备性能逐渐衰减的特点,构建安防设备失效评估指标,建立失效特征量退化分析模型,解决安全防范系统效能评估中的安防设备失效性度量的问题,实现对安防设备在任意时刻的失效度的评估和预测,并为安防节点防护能力失效分析奠定基础。(2)基于安防设备失效度的安防节点防护能力失效性评估技术安全防范系统是由多个安防节点组成,安防节点防护能力的失效会对安全防范系统的防护能力产生影响,进而影响安全防范系统的防护效能。现有的安全防范系统效能评估研究都没有考虑防护能力的失效性,因此影响安全防范系统的效能评估结果的科学合理性。单个安防设备的防护能力的失效性与该类安防设备的失效度有关系,因此通过安防设备的失效度可以度量安防设备的防护能力的失效性,现实中的安防节点可能是由多个且种类不同的安防设备组成,安防节点防护能力的失效与其内部的安防设备的失效有着密切的关系,当前在安全防范系统效能评估领域没有对防护能力失效评估的研究,针对该问题,本文根据安防设备的失效度和安防节点的结构,建立安防节点防护能力失效评估模型,解决安全防范系统效能评估中对任意时刻安防节点的防护能力失效可能性度量的问题,为安防节点效能评估中考虑防护能力失效的因素奠定基础。(3)基于风险熵的安防节点效能评估技术当前安全防范系统效能评估的模型和方法因为缺乏成熟理论的支撑,都难以做到同时对系统的防护效能和防护能力进行定量的评估,以及建立防护效能和防护能力大小之间定量的描述关系,同时在评估过程中没有考虑防护能力失效的因素,影响效能评估结果的科学合理性。本文以熵理论为基础,建立基于风险熵的安防节点效能评估模型,利用风险熵建立防护能力与防护效能之间的关系,解决对防护能力和防护效能定量评估的问题,同时在效能评估的过程中考虑防护能力失效的可能性,提高效能评估结果的科学合理性。(4)基于防护最薄弱路径代价的安全防范系统效能评估技术“大安防”体系架构的安全防范系统是由多个安防节点组成的安防网络,针对现有效能评估模型难以对安防网络效能进行评估的问题,本文将安防网络抽象看成为安防节点和安防节点间的路径以及安防系统的防护对象组成的网络,建立基于防护最薄弱路径代价的安全防范系统效能评估模型,引入路径代价的概念,以防护最薄弱路径的代价度量安防网络的效能,解决“大安防”体系架构的安全防范系统的效能评估问题。本文在关键的评估技术、评估方法和评估基础理论方面对安全防范系统的效能评估进行研究,相关的研究成果可以解决复杂的安全防范系统的效能评估问题,对建立有效防控、高效应急和科学预测的大型安全防范系统具有指导意义和市场推广前景。论文最后对本文的研究工作进行了总结,并对下一步研究工作进行了展望,