基于文獻數據的我國關鍵基礎設施研究現狀分析與思考

鄭先軍 肖智強 張俊海

摘 要：【目的】準確掌握我國關鍵基礎設施研究現狀，為我國關鍵基礎設施學術研究和理論創新提供有益參考。【方法】以中國知網為數據源，以“關鍵基礎設施”為查詢詞，構建樣本庫，采用Excel、Python等工具，運用數據分析、邏輯推理等方法，對文獻檢索要素逐一分析，對主要熱詞進行解讀，全面掌握文獻研究現狀。【結果】反思了我國關鍵基礎設施建設、運維和安全保障等現實問題，破解了我國關鍵基礎設施在思想認識、法律法規和技術創新等方面的難題。【結論】系統深入地對關鍵基礎設施文獻進行分析，揭示了我國關鍵基礎設施研究發展規律和機理，為我國關鍵基礎設施高質量發展提供建議。

關鍵詞：關鍵基礎設施；知網文獻；數據分析；發展思考

中圖分類號：N99? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：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

關鍵基礎設施是國家和社會正常運行的基本保障和關鍵樞紐，能夠為社會安全、經濟發展以及國民健康、福利事業持續提供產品或服務。我國關鍵基礎設施如高鐵、機場、水壩、核設施、特高壓設施、通信設施、供水與廢水處理廠等，支撐和引領著國家經濟和社會發展，一旦遭受自然災害、人為事故、技術問題、恐怖襲擊等［1］，不僅會造成巨大的經濟損失和人身傷害，還可能對自然環境、國家安全和社會政治等造成巨大影響。我國關鍵基礎設施學術研究和理論創新滯后于實踐需求，為準確掌握我國關鍵基礎設施研究現狀，通過查詢“知網”文獻數據庫，構建“關鍵基礎設施”文獻樣本庫，采用Excel、Python等工具，運用數據分析、邏輯推理、辯證分析等方法，對我國“關鍵基礎設施”相關文獻進行系統性跟蹤研究，為我國未來“關鍵基礎設施”建設發展提出意見和建議。

1 檢索條件設置比較及樣本選取

1.1 檢索條件設置比較

在精確檢索時，檢索詞輸入“關鍵基礎設施”，以“主題、關鍵詞”為檢索條件，檢索結果無變化；以“篇摘要、篇名、摘要、小標題、參考文獻”為檢索條件，檢索結果變化較大；以“基金”為檢索條件，無匹配項。究其原因，在模糊檢索時，將關鍵基礎設施拆解為“關鍵、基礎設施、關鍵基礎設施”進行檢索，內涵范圍擴大，模糊檢索的結果與“關鍵基礎設施”研究聚焦性、整體性的文獻數量離散性比較大。

1.2 樣本選取

以“篇名”為檢索條件，進行精確檢索。以搜索出的188篇論文作為研究樣本庫。

2 研究文獻數據分析

2.1 論文年度發展趨勢

根據文獻檢索，篇名含“關鍵基礎設施”的文獻最早為2000年3月發表于《國外科技動態》的《美國“保護關鍵基礎設施”計劃》。在此后的10年里，共有15篇文獻，其中有4個年份的文獻為0。該時期是發展起步期，文獻主要是期刊論文，介紹和解讀美國關于關鍵基礎設施的戰略、法案、規劃、計劃、管理和保護等方面的信息。我國最早的相關文獻是2005年國防科技大學楊成的《面向關鍵基礎設施保護的社會網絡分析和關聯規則挖掘技術研究》。2013年以后，我國在關鍵基礎設施研究領域進入快速發展期，文獻數量急劇增加，2016年達到了峰值21篇，2021年短暫回落，2022年后出現反彈。整體來說，有關關鍵基礎設施的文獻數量不多，文獻數量趨勢圖見圖1（因2001年的搜索數據為0，圖1中剔除2001年數據）。其中，對歐美等國家和地區的機制發展和安全配套的跟蹤研究較多，我國的相關研究主要聚焦在信息基礎設施、模型決策評估［2］、安全防護、毀傷韌性、網絡安全等領域。

2.2 學科領域分布

通過文獻檢索數據可視化分析可以看出，文獻分布在互聯網技術、中國政治與國際政治等20個學科領域內，橫跨信息、網絡、計算機、控制、政治、經濟、管理、法規、安全、防災、軍事、物理等專業領域。前20個學科分布的餅狀圖見圖2。從圖2可以看出，關鍵基礎設施是典型的混合交叉前沿學科。互聯網技術的相關文獻占比最大，達24.19%。網絡信息及互聯網技術是關鍵基礎設施戰略規劃、管理保障和安全防護的重要手段和措施，是研究的主要領域。

2.3 研究層次、文獻類型和文獻來源分析

文獻研究層次主要分布在技術研究、工程研究、應用研究、開發研究、應用基礎研究等層級，具體分布情況見表1。

在搜索的數據中，文獻類型主要包括三類，分別為綜述類、咨詢類和研究論文類。其中，研究論文（期刊論文、學位論文）有174篇，占比92.55%。

文獻來源相對分散。經統計，文獻來源刊物有40余種，發表數量前5名的期刊分別為《信息網絡安全》《中國信息安全》《中國信息化》《信息安全與通信保密》《信息技術與標準化》，發表文獻數量分別為8、8、8、6、5，由此可知整體文獻活躍度不夠。

2.4 研究基金、研究機構及作者分析

2.4.1 研究基金分析。關鍵基礎設施研究得到了國家和各省市政府以及行業機構的高度關注和支持。其中，國家層面設有國家自然科學基金、國家社會科學基金、國家高技術研究發展計劃（863計劃）、教育部人文社會科學研究項目、國家重點研發計劃、中國博士后科學基金等。國家各類基金支持數量達90余項，其中，國家自然科學基金41項（占比41.55%）、國家社會科學基金11項（占比12.22%），是關鍵基礎設施研究的主要資助方。各個省（區、市）設有自然科學基金、哲學社會科學基金等，其中遼寧、黑龍江和上海的基金支持強度相對領先。

2.4.2 研究機構分析。關鍵基礎設施研究政策性強、戰略層次高、領域綜合性強，對學科專業要求比較高。經統計，多達40余個院校、研究院（所、中心）、企業等從事該領域研究。其中：發表文獻數前10的機構中前5所均為985院校，即大連理工大學、國防大學、上海交通大學、國防科技大學、西安交通大學；軍隊院校有4所，分別為國防大學、國防科技大學、原解放軍理工大學、空軍工程大學。

2.4.3 研究作者分析。研究作者分布情況見圖3。2022年，路云天網絡安全研究院孔勇在《中國信息化》連續發表7篇關于美國關鍵基礎設施文件、法案、政策的解讀文章，成為篇名含“關鍵基礎設施”詞匯的文獻發表數量第一人。大連理工大學馬永馳、國防大學賀筱媛和胡曉峰、陸軍工程大學趙旭東分別在關鍵基礎設施安全風險管理和保護、關鍵基礎設施建模仿真和網絡應用、關鍵基礎設施的毀傷評估［3］和恢復評估等領域有較多的研究成果。

3 關鍵基礎設施熱詞分析

經分析發現，“美國、安全、網絡”為高頻詞。為深入掌握研究現狀，在檢索結果中分別對“美國、安全、網絡”高頻詞進行二次檢索，并對其進行分析。

3.1 “美國”檢索分析

檢索詞：關鍵基礎設施&美國，共搜索出45篇文獻（占樣本數23.9%），其中有14篇（占比31%）是有關美國單一法案和政令的解讀。關于美國關鍵基礎設施的跟蹤研究主要體現在政策法規和政令、戰略部署和規劃、管理職責與協同機制、網絡安全與信息防護、安全技術與防御等領域。2014年，美國標準與技術研究院在加強關鍵基礎設施網絡安全方面就進入了實施層面，構建了基于識別—保護—多檢—響應—恢復的框架功能體系［4］。由此可知，美國對關鍵基礎設施的識別、認定、管理和保護有一套成熟的法律法規和程序措施，對關鍵基礎設施的網絡信息及設備安全尤為重視。

3.2 “安全”檢索分析

檢索詞：關鍵基礎設施&安全，共搜索出61篇文獻（占樣本數32.4%）。安全是關鍵基礎設施的根本和前提，是研究的熱點和關鍵點。通過對61篇文獻進行分析可知，在安全方面的研究主要體現在以下領域：一是關鍵基礎設施的安全政策、法規、政令、制度和機制；二是關鍵基礎設施網絡信息及安全問題；三是關鍵基礎設施安全威脅、對策、防護和治理；四是關鍵基礎設施安全系統架構、模型及運算；五是關鍵基礎設施安全管理和控制等。

3.3 “網絡”檢索分析

檢索詞：關鍵基礎設施&網絡，共搜索出55篇文獻（占樣本數29.3%）。網絡是關鍵基礎設施運行和自身系統架構的重要組成部分和安全保障。通過文獻分析可知，關鍵基礎設施與網絡有兩層含義：一是配屬于關鍵基礎設施的網絡系統；二是基于關鍵基礎設施及配屬群構建的系統性網絡。現有研究主要關注第一點，如網絡的威脅、防御、保護、安全、模型、評估、協同耦合和治理等。

4 我國關鍵基礎設施發展思考

關鍵基礎設施是國家基礎設施之重器，對社會經濟和國家安全起著基礎性、全局性的支撐作用。不同發展時期，關鍵基礎設施的概念和內涵［5］是不斷演變的。目前，我國對關鍵基礎設施的認識、管理和建設尚處于發展初期，存在諸多短板弱項，應在以下幾個方面加強建設。

4.1 持續提升關鍵基礎設施思想認識

美國及歐盟等西方國家對關鍵基礎設施的認識和保護已有二三十年的時間。通過一系列政策、法規和政令的頒布實施，在經受恐怖襲擊、自然災害等重大事件考驗下，不斷積累經驗、創新理念，在實踐中快速發展。我國對于關鍵基礎設施的理念和認識相對薄弱，經常將其與“基礎設施、重要基礎設施、重要工程、重要經濟目標”等概念等同，這主要是受我國基礎設施建設薄弱等因素影響。隨著我國“大國工程”的建設，基建工程規模越來越大，設施結構體系越來越復雜，但是災后損失風險也越來越大，導致關鍵基礎設施的脆弱性和連鎖性［6］日益凸顯。因此，我們不能再將關鍵基礎設施等同于基礎設施的關鍵部位或工程的重要部分，而應將其視為影響社會運轉、民心穩定和國家安全的具有獨立屬性的重要因素。

4.2 持續強化關鍵基礎設施法規建設

關鍵基礎設施是一個宏觀概念，在不同歷史時期、不同行業領域、不同自然環境等，有著不同的內涵和界定。美國從2001年頒布《愛國者法案》《關鍵基礎設施信息安全法案》等開始，出臺了相關配套法案和政令，逐步形成體系完善、權責統一、層次分明的關鍵基礎設施保障制度。我國在很長的一段時期，主要是對工程設施重要部位或重要工程設施進行規定，缺乏相關配套法律法規。國務院2021年根據《中華人民共和國網絡安全法》基本要求，制定了《關鍵信息基礎設施安全保護條例》，開啟了關鍵基礎設施安全保護立法進程的新篇章。

4.3 持續推進關鍵基礎設施技術創新

關鍵基礎設施的建設、運維和安全保障是全流程壽命管理的重要內容，面對復雜多樣的社會環境和極端頻發的自然環境，關鍵基礎設施的運維控制和安全防護成為關鍵。文獻檢索表明，我國關鍵基礎設施的創新研究更多是在網絡信息及系統架構方面，網絡信息安全、體系評估模型是研究主體。隨著信息技術飛速發展，人工智能、大數據、物聯網、智能傳感、云服務等新興數字技術深入耦聯：對設施自身健康診斷、實時監測和預警，對結構容災和減災，對工程抗爆防毀傷、工程主動防護和修復等技術創新，提供了更多實現手段和可能性；對解決關鍵基礎設施數據采集與存儲的時空分散性、異常定位分析與響應的超低時延性、主動調控的動態性、系統接入的間歇性等難題有重大幫助。新興數字技術將極大加快關鍵基礎設施體系化、智慧化的技術防護體系的建設進程。

參考文獻：

［1］劉曉，張隆飆.關鍵基礎設施及其安全管理［J］.管理科學學報，2009，（6）：107-115.

［2］于芹章，胡曉峰，羅批，等.國際政治生態模型設計與實現［J］.系統仿真學報，2006，18（12）：3611-3614.

［3］高偉亮，孫桂娟，陳力，等.地面建筑毀傷評估技術研究［J］.防護工程，2019，41（2）：48-53.

［4］卿斯漢.關鍵基礎設施安全防護［J］.信息網絡安全，2015，（2）：1-6.

［5］劉沖林，夢婷.當前全球關鍵基礎設施安全面臨的突出風險及其治理［J］.國家安全研究，2023，（2）：120-135.

［6］馬永馳.外部威脅下關鍵基礎設施安全保護研究進展［J］.中國安全科學學報，2013，（7）：171-176.