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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 WurldtechAchilles 335

7.4.2 Codenomicon Defensics 344

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