题目：复杂环境下的关键设施中断/防御问题研究

随着经济的飞速发展以及科技的日益进步，基础设施网络（如电力、水利系统、交通、通信网络）的规模越来越庞大，结构越来越复杂，高技术空袭、恐怖袭击等有预谋的破坏活动对其威胁越来越大。在如此复杂的环境下，如何解决关键设施中断/防御问题，制定合理的中断或防御策略，是关键设施中断/防御领域面临的重大挑战，具有重要的研究意义。

本文以网络设施中断为背景，针对不同的复杂条件对关键设施中断/防御问题展开研究。经典的关键设施中断/防御模型依赖于一些理想假设，比如设施容量无限大，一个需求点只能由一个服务设施供应，设施一旦被中断则完全损失供应能力，多个攻击行为之间相互独立，分布式防御方法中只考虑单个设施的评估情况等等。针对这些不足，本文从三个角度对关键设施中断/防御问题进行了拓展：

第一，本文在对多源供求系统以及部分中断进行分析的基础上，通过一个双层主从决策模型对该复杂条件下的关键设施中断问题进行建模。在此基础上，设计了两个启发式规则用于简化这一模型的求解。仿真实验结果证明了算法的有效性，并验证了多源供求系统以及部分中断对于结果的影响。

第二，以协同攻击为背景，本文在关键设施中断问题中考虑了攻击资源之间的协同行为，即通过相互配合提高攻击目标的成功概率。在此基础上，通过固定概率和协同概率对协同的效果进行描述，建立了双目标非线性模型，并利用基于相似度的非劣分层遗传算法进行求解。

第三，本文进一步探讨了分布式供求系统防御决策问题，对分布式系统设施防御经典方法中只考虑单个设施最大风险的局限性进行了扩展。在此基础上，本文提出了设施防御优先级的概念以及防御启发式规则，建立了分布式系统设施防御启发式模型。实验结果验证了分布式系统设施防御启发式模型的有效性，阐明了分布式特点对设施关键性的影响。

最后，基于上述三个方面的研究，本文设计并开发了关键设施中断/防御仿真系统，实现了在不同仿真实例条件下，利用不同的模型和算法对中断/防御问题进行求解，对结果进行显示和存储。该系统具有良好的可扩展性，方便将新提出的模型和算法集成到该系统中。