第1章 绪论 1
1.1 CPS概述 1
1.1.1 CPS的概念与内涵 2
1.1.2 与CPS相关的典型系统 4
1.2 CPS的主要特征 8
1.2.1 信息物理高度融合 8
1.2.2 系统功能交互涌现 8
1.2.3 系统结构动态演化 9
1.2.4 内外状态深度感知 9
1.2.5 网络实时适应控制 9
1.3 CPS的应用领域和应用前景 10
1.4 CPS的典型事故案例分析 12
1.4.1 轨道交通系统事故案例 12
1.4.2 工业控制系统事故案例 15
1.4.3 电力系统事故案例 15
1.5 CPS的测试与评价 16
1.5.1 CPS测试评价的意义与必要性 16
1.5.2 CPS测评的对策建议 18
1.6 参考文献 19
第2章 测试与评价技术框架 22
2.1 概述 22
2.2 质量及其特性 22
2.2.1 质量 22
2.2.2 质量特性 23
2.3 故障及其风险 26
2.3.1 故障 26
2.3.2 风险 27
2.4 故障原因 32
2.4.1 内因 33
2.4.2 外因 44
2.5 故障传播行为 46
2.6 测评技术框架 47
2.6.1 测试方法 48
2.6.2 测评内容 49
2.7 参考文献 51
第3章 硬件可靠性测评技术 53
3.1 硬件可靠性测评方法 54
3.1.1 硬件可靠性测评目标 54
3.1.2 基于试验数据的可靠性测评 54
3.1.3 基于相似产品数据的可靠性测评 58
3.1.4 基于专家评分的可靠性测评 58
3.1.5 基于应力分析的可靠性测评 59
3.2 硬件维修性测评方法 59
3.2.1 硬件维修性测评目标 59
3.2.2 基于试验数据的维修性测评 60
3.2.3 基于模型推断的维修性测评 61
3.2.4 基于单元对比的维修性测评 62
3.2.5 基于时间累积的维修性测评 62
3.3 硬件电磁兼容性测评方法 63
3.3.1 EMI测评 65
3.3.2 EMS测评 65
3.4 硬件安全性测评方法 67
3.4.1 分析类测评方法 67
3.4.2 检查类测评方法 68
3.4.3 演示类测评方法 68
3.4.4 试验类测评方法 68
3.5 硬件耐久性（寿命）测评方法 69
3.5.1 硬件耐久性测评目标 69
3.5.2 基于模型计算的耐久性测评 70
3.5.3 基于试验数据的耐久性测评 71
3.5.4 基于现场信息的耐久性测评 71
3.5.5 基于工程分析的耐久性测评 72
3.6 硬件测试性测评方法 73
3.6.1 硬件测试性测评目标 73
3.6.2 基于试验数据的测试性测评 73
3.7 基于现场数据的硬件测评 75
3.7.1 故障数据统计 75
3.7.2 分析方法 77
3.8 参考文献 79
第4章 软件可信性测评技术 81
4.1 软件测试 81
4.1.1 概述 81
4.1.2 静态测试 84
4.1.3 动态测试 88
4.1.4 可信性测评 95
4.2 通用软件测试 100
4.2.1 软件开发与测试过程 100
4.2.2 单元测试 101
4.2.3 更高级别的测试 102
4.3 嵌入式软件测试 104
4.3.1 嵌入式软件 104
4.3.2 嵌入式软件测试 105
4.4 分布式系统测试 108
4.4.1 分布式系统 108
4.4.2 分布式系统测试 109
4.5 参考文献 115
第5章 网络连通可靠性测评技术 116
5.1 网络连通可靠性基本内涵 116
5.2 网络连通可靠性测评 119
5.2.1 经典算法 119
5.2.2 仿真算法 121
5.2.3 考虑实测数据 124
5.2.4 存在的问题 124
5.3 考虑无线特征的网络连通可靠性测评 125
5.3.1 无线网络拓扑结构分析 126
5.3.2 考虑无线特征的网络连通可靠性度量参数 127
5.3.3 测评模型及算法 127
5.4 典型案例分析 131
5.4.1 计算机通信网络可靠性测评 131
5.4.2 无线传感网络可靠性测评 135
5.5 参考文献 139
第6章 网络性能可靠性测评技术 142
6.1 性能可靠性定义及度量 142
6.2 正确可靠性测评 144
6.2.1 基本概念与参数 144
6.2.2 测试方法 146
6.2.3 评价方法 147
6.3 及时可靠性测评 148
6.3.1 基本概念与参数 148
6.3.2 测试方法 150
6.4 完整可靠性测评 152
6.4.1 基本概念与参数 153
6.4.2 测试方法 155
6.5 性能可靠性试验评估方法 156
6.5.1 确定故障判据 157
6.5.2 确定试验剖面和流量生成 158
6.5.3 试验数据收集 158
6.5.4 试验数据处理 158
6.6 典型案例分析 159
6.6.1 评价对象 159
6.6.2 网络性能可靠性参数选择 161
6.6.3 网络性能可靠性仿真计算 162
6.7 参考文献 164
第7章 CPS信息安全测评技术 166
7.1 CPS信息安全概述 167
7.1.1 CPS信息安全威胁 167
7.1.2 与CPS相关的典型信息安全事件 167
7.1.3 CPS与传统IT系统信息安全特点对比 170
7.1.4 CPS信息安全需求与目标 171
7.1.5 CPS信息安全面临的挑战 171
7.2 传统信息安全测评方法 172
7.2.1 与CPS相关的信息安全标准 172
7.2.2 现有的CPS信息安全风险评估 173
7.3 CPS信息安全实时测评 176
7.3.1 CPS异常威胁实时监测 176
7.3.2 CPS信息安全风险实时评估 182
7.3.3 CPS信息安全风险预测方法 186
7.4 参考文献 188
第8章 系统弹性测评技术 190
8.1 概述 190
8.2 故障注入技术基础 190
8.3 故障注入技术的分类 191
8.4 故障注入系统的原理 193
8.5 CPS系统中常用的容错机制 194
8.6 CPS系统故障模型 195
8.7 CPS系统中不同层次间故障的故障传播 196
8.8 故障注入的过程模型 197
8.9 CPS故障注入系统结构 198
8.10 CPS系统恢复能力测评指标选择 199
8.11 结论 204
8.12 参考文献 204
第9章 系统脆性测评技术 207
9.1 CPS脆性测评流程 208
9.2 理论基础 209
9.2.1 基本度量值 209
9.2.2 常见的网络模型 210
9.3 单网 213
9.3.1 仅含连接边的单网 213
9.3.2 渗流理论 214
9.3.3 单网的级联失效 216
9.3.4 空间相关性导致的级联失效 219
9.3.5 含有连接边和耦合边的网络 220
9.4 含有耦合边的耦合网络 224
9.4.1 具有随机耦合边的耦合网络 224
9.4.2 存在空间距离相关的耦合边的耦合网络 231
9.4.3 度相似耦合 233
9.5 存在连接边的耦合网络 234
9.6 耦合网络体系 235
9.7 改进措施 239
9.8 参考文献 239
第10章 运行质量综合评价技术 242
10.1 CPS运行质量综合评估 242
10.1.1 权重系数选择方法 242
10.1.2 综合评价方法 247
10.1.3 CPS运行质量评估 250
10.2 CPS运行质量预测 251
10.2.1 预测方法 251
10.2.2 CPS运行质量预测 256
10.3 参考文献 257