基于文献数据的我国关键基础设施研究现状分析与思考

郑先军 肖智强 张俊海

摘 要：【目的】准确掌握我国关键基础设施研究现状，为我国关键基础设施学术研究和理论创新提供有益参考。【方法】以中国知网为数据源，以“关键基础设施”为查询词，构建样本库，采用Excel、Python等工具，运用数据分析、逻辑推理等方法，对文献检索要素逐一分析，对主要热词进行解读，全面掌握文献研究现状。【结果】反思了我国关键基础设施建设、运维和安全保障等现实问题，破解了我国关键基础设施在思想认识、法律法规和技术创新等方面的难题。【结论】系统深入地对关键基础设施文献进行分析，揭示了我国关键基础设施研究发展规律和机理，为我国关键基础设施高质量发展提供建议。

关键词：关键基础设施；知网文献；数据分析；发展思考

中图分类号：N99     文献标志码：A     文章编号：1003-5168（2024）06-0150-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.06.029

Analysis and Reflection on the Research Status of Critical Infrastructure in China Based on Literature Data

ZHENG Xianjun1，3 XIAO Zhiqiang2 ZHANG Junhai1

（1.Army Engineering University of PLA， Xuzhou 221004， China; 2.61578 Unites of PLA， Shiyan 442100，China; 3.32580 Unites of PLA， Chenzhou 423000， China）

Abstract： [Purposes] This paper aims to accurately grasp the research status of critical infrastructure in China， this paper makes a visual analysis and interpretation of the literature on critical infrastructure， and to provide useful reference for the academic research and theoretical innovation of critical infrastructure in China. [Methods] Taking CNKI as the data source and "critical infrastructure" as the query word， this paper constructs the sample database， uses Excel， Python and other tools， uses data analysis， logical reasoning and other methods to analyze the elements of literature retrieval one by one， interpret the main hot words， and comprehensively grasp the current situation of literature research. [Findings] Through analysis and interpretation， we reflect on the practical problems of China's critical infrastructure construction， operation and maintenance， and security， and solve the problems of China's critical infrastructure in terms of ideological understanding， laws and regulations， and technological innovation. [Conclusions] This study systematically and deeply analyzes the literature of critical infrastructure， reveals the development law and mechanism of critical infrastructure research in China， and provides guidance for the high-quality development of critical infrastructure in China.

Keywords： critical infrastructure; CNKI literature; data analysis; development thinking

0 引言

關键基础设施是国家和社会正常运行的基本保障和关键枢纽，能够为社会安全、经济发展以及国民健康、福利事业持续提供产品或服务。我国关键基础设施如高铁、机场、水坝、核设施、特高压设施、通信设施、供水与废水处理厂等，支撑和引领着国家经济和社会发展，一旦遭受自然灾害、人为事故、技术问题、恐怖袭击等［1］，不仅会造成巨大的经济损失和人身伤害，还可能对自然环境、国家安全和社会政治等造成巨大影响。我国关键基础设施学术研究和理论创新滞后于实践需求，为准确掌握我国关键基础设施研究现状，通过查询“知网”文献数据库，构建“关键基础设施”文献样本库，采用Excel、Python等工具，运用数据分析、逻辑推理、辩证分析等方法，对我国“关键基础设施”相关文献进行系统性跟踪研究，为我国未来“关键基础设施”建设发展提出意见和建议。

1 检索条件设置比较及样本选取

1.1 检索条件设置比较

在精确检索时，检索词输入“关键基础设施”，以“主题、关键词”为检索条件，检索结果无变化；以“篇摘要、篇名、摘要、小标题、参考文献”为检索条件，检索结果变化较大；以“基金”为检索条件，无匹配项。究其原因，在模糊检索时，将关键基础设施拆解为“关键、基础设施、关键基础设施”进行检索，内涵范围扩大，模糊检索的结果与“关键基础设施”研究聚焦性、整体性的文献数量离散性比较大。

1.2 样本选取

以“篇名”为检索条件，进行精确检索。以搜索出的188篇论文作为研究样本库。

2 研究文献数据分析

2.1 论文年度发展趋势

根据文献检索，篇名含“关键基础设施”的文献最早为2000年3月发表于《国外科技动态》的《美国“保护关键基础设施”计划》。在此后的10年里，共有15篇文献，其中有4个年份的文献为0。该时期是发展起步期，文献主要是期刊论文，介绍和解读美国关于关键基础设施的战略、法案、规划、计划、管理和保护等方面的信息。我国最早的相关文献是2005年国防科技大学杨成的《面向关键基础设施保护的社会网络分析和关联规则挖掘技术研究》。2013年以后，我国在关键基础设施研究领域进入快速发展期，文献数量急剧增加，2016年达到了峰值21篇，2021年短暂回落，2022年后出现反弹。整体来说，有关关键基础设施的文献数量不多，文献数量趋势图见图1（因2001年的搜索数据为0，图1中剔除2001年数据）。其中，对欧美等国家和地区的机制发展和安全配套的跟踪研究较多，我国的相关研究主要聚焦在信息基础设施、模型决策评估［2］、安全防护、毁伤韧性、网络安全等领域。

2.2 学科领域分布

通过文献检索数据可视化分析可以看出，文献分布在互联网技术、中国政治与国际政治等20个学科领域内，横跨信息、网络、计算机、控制、政治、经济、管理、法规、安全、防灾、军事、物理等专业领域。前20个学科分布的饼状图见图2。从图2可以看出，关键基础设施是典型的混合交叉前沿学科。互联网技术的相关文献占比最大，达24.19%。网络信息及互联网技术是关键基础设施战略规划、管理保障和安全防护的重要手段和措施，是研究的主要领域。

2.3 研究层次、文献类型和文献来源分析

文献研究层次主要分布在技术研究、工程研究、应用研究、开发研究、应用基础研究等层级，具体分布情况见表1。

在搜索的数据中，文献类型主要包括三类，分别为综述类、咨询类和研究论文类。其中，研究论文（期刊论文、学位论文）有174篇，占比92.55%。

文献来源相对分散。经统计，文献来源刊物有40余种，发表数量前5名的期刊分别为《信息网络安全》《中国信息安全》《中国信息化》《信息安全与通信保密》《信息技术与标准化》，发表文献数量分别为8、8、8、6、5，由此可知整体文献活跃度不够。

2.4 研究基金、研究机构及作者分析

2.4.1 研究基金分析。关键基础设施研究得到了国家和各省市政府以及行业机构的高度关注和支持。其中，国家层面设有国家自然科学基金、国家社会科学基金、国家高技术研究发展计划（863计划）、教育部人文社会科学研究项目、国家重点研发计划、中国博士后科学基金等。国家各类基金支持数量达90余项，其中，国家自然科学基金41项（占比41.55%）、国家社会科学基金11项（占比12.22%），是关键基础设施研究的主要资助方。各个省（区、市）设有自然科学基金、哲学社会科学基金等，其中辽宁、黑龙江和上海的基金支持强度相对领先。

2.4.2 研究机构分析。关键基础设施研究政策性强、战略层次高、领域综合性强，对学科专业要求比较高。经统计，多达40余个院校、研究院（所、中心）、企业等从事该领域研究。其中：发表文献数前10的机构中前5所均为985院校，即大连理工大学、国防大学、上海交通大学、国防科技大学、西安交通大学；军队院校有4所，分别为国防大学、国防科技大学、原解放军理工大学、空军工程大学。

2.4.3 研究作者分析。研究作者分布情况见图3。2022年，路云天网络安全研究院孔勇在《中国信息化》连续发表7篇关于美国关键基础设施文件、法案、政策的解读文章，成为篇名含“关键基础设施”词汇的文献发表数量第一人。大连理工大学马永驰、国防大学贺筱媛和胡晓峰、陆军工程大学赵旭东分别在关键基础设施安全风险管理和保护、关键基础设施建模仿真和网络应用、关键基础设施的毁伤评估［3］和恢复评估等领域有较多的研究成果。

3 关键基础设施热词分析

经分析发现，“美国、安全、网络”为高频词。为深入掌握研究现状，在检索结果中分别对“美国、安全、网络”高频词进行二次检索，并对其进行分析。

3.1 “美国”检索分析

检索詞：关键基础设施&美国，共搜索出45篇文献（占样本数23.9%），其中有14篇（占比31%）是有关美国单一法案和政令的解读。关于美国关键基础设施的跟踪研究主要体现在政策法规和政令、战略部署和规划、管理职责与协同机制、网络安全与信息防护、安全技术与防御等领域。2014年，美国标准与技术研究院在加强关键基础设施网络安全方面就进入了实施层面，构建了基于识别—保护—多检—响应—恢复的框架功能体系［4］。由此可知，美国对关键基础设施的识别、认定、管理和保护有一套成熟的法律法规和程序措施，对关键基础设施的网络信息及设备安全尤为重视。

3.2 “安全”检索分析

检索词：关键基础设施&安全，共搜索出61篇文献（占样本数32.4%）。安全是关键基础设施的根本和前提，是研究的热点和关键点。通过对61篇文献进行分析可知，在安全方面的研究主要体现在以下领域：一是关键基础设施的安全政策、法规、政令、制度和机制；二是关键基础设施网络信息及安全问题；三是关键基础设施安全威胁、对策、防护和治理；四是关键基础设施安全系统架构、模型及运算；五是关键基础设施安全管理和控制等。

3.3 “网络”检索分析

检索词：关键基础设施&网络，共搜索出55篇文献（占样本数29.3%）。网络是关键基础设施运行和自身系统架构的重要组成部分和安全保障。通过文献分析可知，关键基础设施与网络有两层含义：一是配属于关键基础设施的网络系统；二是基于关键基础设施及配属群构建的系统性网络。现有研究主要关注第一点，如网络的威胁、防御、保护、安全、模型、评估、协同耦合和治理等。

4 我国关键基础设施发展思考

关键基础设施是国家基础设施之重器，对社会经济和国家安全起着基础性、全局性的支撑作用。不同发展时期，关键基础设施的概念和內涵［5］是不断演变的。目前，我国对关键基础设施的认识、管理和建设尚处于发展初期，存在诸多短板弱项，应在以下几个方面加强建设。

4.1 持续提升关键基础设施思想认识

美国及欧盟等西方国家对关键基础设施的认识和保护已有二三十年的时间。通过一系列政策、法规和政令的颁布实施，在经受恐怖袭击、自然灾害等重大事件考验下，不断积累经验、创新理念，在实践中快速发展。我国对于关键基础设施的理念和认识相对薄弱，经常将其与“基础设施、重要基础设施、重要工程、重要经济目标”等概念等同，这主要是受我国基础设施建设薄弱等因素影响。随着我国“大国工程”的建设，基建工程规模越来越大，设施结构体系越来越复杂，但是灾后损失风险也越来越大，导致关键基础设施的脆弱性和连锁性［6］日益凸显。因此，我们不能再将关键基础设施等同于基础设施的关键部位或工程的重要部分，而应将其视为影响社会运转、民心稳定和国家安全的具有独立属性的重要因素。

4.2 持续强化关键基础设施法规建设

关键基础设施是一个宏观概念，在不同历史时期、不同行业领域、不同自然环境等，有着不同的内涵和界定。美国从2001年颁布《爱国者法案》《关键基础设施信息安全法案》等开始，出台了相关配套法案和政令，逐步形成体系完善、权责统一、层次分明的关键基础设施保障制度。我国在很长的一段时期，主要是对工程设施重要部位或重要工程设施进行规定，缺乏相关配套法律法规。国务院2021年根据《中华人民共和国网络安全法》基本要求，制定了《关键信息基础设施安全保护条例》，开启了关键基础设施安全保护立法进程的新篇章。

4.3 持续推进关键基础设施技术创新

关键基础设施的建设、运维和安全保障是全流程寿命管理的重要内容，面对复杂多样的社会环境和极端频发的自然环境，关键基础设施的运维控制和安全防护成为关键。文献检索表明，我国关键基础设施的创新研究更多是在网络信息及系统架构方面，网络信息安全、体系评估模型是研究主体。随着信息技术飞速发展，人工智能、大数据、物联网、智能传感、云服务等新兴数字技术深入耦联：对设施自身健康诊断、实时监测和预警，对结构容灾和减灾，对工程抗爆防毁伤、工程主动防护和修复等技术创新，提供了更多实现手段和可能性；对解决关键基础设施数据采集与存储的时空分散性、异常定位分析与响应的超低时延性、主动调控的动态性、系统接入的间歇性等难题有重大帮助。新兴数字技术将极大加快关键基础设施体系化、智慧化的技术防护体系的建设进程。

参考文献：

［1］刘晓，张隆飙.关键基础设施及其安全管理［J］.管理科学学报，2009，（6）：107-115.

［2］于芹章，胡晓峰，罗批，等.国际政治生态模型设计与实现［J］.系统仿真学报，2006，18（12）：3611-3614.

［3］高伟亮，孙桂娟，陈力，等.地面建筑毁伤评估技术研究［J］.防护工程，2019，41（2）：48-53.

［4］卿斯汉.关键基础设施安全防护［J］.信息网络安全，2015，（2）：1-6.

［5］刘冲林，梦婷.当前全球关键基础设施安全面临的突出风险及其治理［J］.国家安全研究，2023，（2）：120-135.

［6］马永驰.外部威胁下关键基础设施安全保护研究进展［J］.中国安全科学学报，2013，（7）：171-176.