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第1章 工业控制系统概述1

1.1 工业控制系统的基本概念1

1.2 工业控制系统的典型架构2

1.3 工业控制系统的关键技术5

1.4 工业控制系统的主要特征7

1.4.1 系统功能交互涌现8

1.4.2 内外状态深度感知8

1.4.3 网络实时适时控制9

1.5 工业控制系统的应用现状与发展趋势9

1.5.1 应用现状9

1.5.2 发展趋势12

1.6 工业控制系统的典型事故案例分析14

1.6.1 轨道交通系统事故案例14

1.6.2 工业控制系统事故案例18

1.6.3 电力系统事故案例19

1.7 工业控制系统的测试与评价20

1.7.1 工业控制系统测试、评价的意义与必要性20

1.7.2 工业控制系统测评的对策建议22

1.8 参考文献24

第2章 工业控制系统测评基础理论与方法27

2.1 工业控制系统测评概述29

2.1.1 工业控制系统测评国内外现状29

2.1.2 工业控制系统测评与工业控制产品生命周期的关系40

2.1.3 工业控制系统测评的目的和意义42

2.2 测评标准及其组织介绍43

2.2.1 相关国际标准介绍43

2.2.2 相关国内标准介绍47

2.3 工业控制系统测评体系52

2.3.1 质量及其模型52

2.3.2 三维测评体系55

2.4 工业控制系统测评方法58

2.4.1 故障与事故机理分析58

2.4.2 测评方法分类66

2.5 工业控制系统测评过程与管理69

2.5.1 测试与评价的过程模型69

2.5.2 测试与评价的组织与人员77

2.5.3 测试与评价的风险分析82

2.5.4 测试与评价的成本控制86

2.6 参考文献93

第3章 工业控制系统测评实验室及测评工具介绍95

3.1 美国六大国家实验室96

3.1.1 爱达荷国家实验室96

3.1.2 桑迪亚国家实验室99

3.1.3 西北太平洋国家实验室101

3.1.4 橡树岭国家实验室103

3.1.5 阿贡国家实验室104

3.1.6 洛斯阿拉莫斯国家实验室105

3.2 欧洲和亚洲的测评实验室106

3.2.1 欧洲网络安全中心106

3.2.2 日本控制系统安全中心107

3.2.3 工业控制系统安全可靠测评实验室108

3.3 参考文献111

第4章 工业控制系统软件测评方法113

4.1 SCADA系统软件测评113

4.1.1 SCADA系统软件概述113

4.1.2 测评方法及内容122

4.2 DCS测评135

4.2.1 DCS系统软件概述135

4.2.2 DCS测试的意义136

4.2.3 国内DCS系统测试标准136

4.2.4 国内DCS系统测试应用开展情况139

4.2.5 DCS测试内容140

4.3 PLC测评153

4.3.1 PLC系统软件概述153

4.3.2 测试方法及分类157

4.3.3 测试内容162

4.3.4 PLC控制系统测试方案165

4.4 参考文献178

第5章 工业控制系统硬件测评方法181

5.1 硬件可靠性测评方法182

5.1.1 硬件可靠性测评目标182

5.1.2 基于试验数据的可靠性测评183

5.1.3 基于相似产品数据的可靠性测评187

5.1.4 基于专家评分的可靠性测评188

5.1.5 基于应力分析的可靠性测评189

5.2 硬件维修性测评方法190

5.2.1 硬件维修性测评目标190

5.2.2 基于试验数据的维修性测评191

5.2.3 基于模型推断的维修性测评192

5.2.4 基于单元对比的维修性测评193

5.2.5 基于时间累积的维修性测评194

5.3 硬件电磁兼容性测评方法195

5.3.1 EMI测评197

5.3.2 EMS测评198

5.4 硬件安全性测评方法201

5.4.1 分析类测评方法202

5.4.2 检查类测评方法202

5.4.3 演示类测评方法202

5.4.4 试验类测评方法203

5.5 硬件耐久性（寿命）测评方法204

5.5.1 硬件耐久性测评目标204

5.5.2 基于模型计算的耐久性测评205

5.5.3 基于试验数据的耐久性测评207

5.5.4 基于现场信息的耐久性测评208

5.5.5 基于工程分析的耐久性测评208

5.6 硬件测试性测评方法209

5.6.1 硬件测试性测评目标209

5.6.2 基于试验数据的测试性测评210

5.7 基于现场数据的硬件测评212

5.7.1 故障数据统计213

5.7.2 分析方法216

5.8 参考文献219

第6章 工业控制系统网络协议测评方法221

6.1 典型通信协议测评概述222

6.1.1 IEC 60870-5-104协议222

6.1.2 Modbus协议223

6.1.3 Ethernet/IP协议224

6.1.4 DNP3.0协议225

6.1.5 OPC协议228

6.2 协议一致性测评方法230

6.2.1 协议一致性测试的基本概念230

6.2.2 协议一致性测试原理231

6.2.3 协议一致性测试标准231

6.2.4 协议一致性测试流程231

6.2.5 协议一致性测试体系架构232

6.2.6 协议一致性测试的具体方式233

6.2.7 基于TTCN-3标准测试语言的协议一致性测试技术235

6.2.8 协议一致性测试内容236

6.3 协议互操作性测评方法238

6.3.1 协议互操作性测试的基本概念238

6.3.2 协议互操作性测试方法239

6.3.3 协议互操作性测试流程240

6.3.4 协议互操作性测试内容241

6.4 协议性能测评方法242

6.4.1 性能测试常用指标242

6.4.2 性能测试结构244

6.4.3 性能测试流程245

6.5 协议模糊测评方法246

6.5.1 协议模糊测试的基本概念246

6.5.2 协议模糊测试方法247

6.5.3 协议模糊测试流程251

6.6 参考文献252

第7章 工业控制系统信息安全测评方法255

7.1 工业控制系统信息安全概述255

7.1.1 工业控制系统信息安全的定义255

7.1.2 工业控制系统脆弱性257

7.1.3 工业控制系统威胁与风险分析270

7.2 工业控制系统信息安全风险评估275

7.2.1 系统识别275

7.2.2 区域与管道定义277

7.2.3 信息安全等级（SL）285

7.2.4 风险评估过程294

7.2.5 风险评估方法297

7.3 工业控制系统信息安全管理300

7.3.1 物理与环境管理300

7.3.2 通信与操作管理307

7.3.3 访问控制320

7.3.4 业务连续性管理329

7.3.5 符合性331

7.4 工业控制系统安全测评工具335

7.4.1 WurldtechAchilles335

7.4.2 Codenomicon Defensics344

7.5 参考文献354

第8章 工业控制系统测评工程实战分析357

8.1 国产化SCADA系统研发项目的测评358

8.1.1 项目背景358

8.1.2 需求分析358

8.1.3 测试准备360

8.1.4 测试过程361

8.1.5 结果分析365

8.2 列车控制系统的软件测试367

8.2.1 项目背景367

8.2.2 需求分析368

8.2.3 测试准备369

8.2.4 测试过程371

8.2.5 结果分析382