本文選自中國工程院院刊《中國工程科學》2022年第4期

作者：吳琦，劉元安，聞映紅，趙明敏，王衛民，張金寶，蘇東林

來源：重大基礎設施非核強電磁脈沖威脅與防護策略研究[J].中國工程科學,2022,24(4):249-258.

編者按

重大基礎設施與國家現代化建設和運行密切相關，若遭到破壞將對社會安全、經濟安全、國防安全產生重大影響，因而基礎設施安全問題成為國家安全的核心要素之一。近年來，非核強電磁脈沖源生成技術逐步成熟并朝著普及化、隱蔽化方向發展，成為重大基礎設施的現實威脅類別，因此，重大基礎設施的電磁安全保障研究成為我國面臨的緊迫性、戰略性任務。

中國工程院蘇東林院士研究團隊在中國工程院院刊《中國工程科學》2022年第4期發表《重大基礎設施非核強電磁脈沖威脅與防護策略研究》一文。文章以重大基礎設施的非核強電磁脈沖威脅為研究對象，明確了概念內涵并凝練了重大需求，梳理了先發國家在本領域所發布的國家政策、產業標準、基礎研究、應急管理等舉措；闡述了防護關鍵技術體系，包括正向設計、等效試驗評估、威脅監測與預警等方面。在剖析我國重大基礎設施的非核強電磁脈沖防護現狀及存在問題的基礎上，文章提出了強化政府領導、組織科研攻關、制定標準規范、激發企業活力、分類分階段實施防護加固、促進人才培育、加強公眾培訓等方面的基本策略。相關研究可為我國非核強電磁脈沖防護領域建設與發展、提升國家應對新型安全威脅能力提供基礎參考。

一、前言

重大基礎設施與國家現代化建設和運行密切相關，若遭到破壞將對社會安全、經濟安全、國防安全產生重大影響，因而基礎設施安全問題成為國家安全的核心要素之一。當前，重大基礎設施的信息化、網絡化水平不斷提升，總體架構變化明顯；傳感、通信、控制、數據存儲等低壓 / 弱電分系統在重大基礎設施的運營及管理中的作用越發明顯，一旦受到干擾和破壞，直接危及基礎設施安全甚至社會安全與穩定。國家重大基礎設施面臨強電磁脈沖的潛在威脅，已逐漸成為各方共識。強電磁脈沖主要分為核電磁脈沖、非核電磁脈沖，都對電力、高速鐵路、通信等重大基礎設施構成威脅。近年來，非核電磁脈沖生成技術發展迅速并接近實用化，成為重大基礎設施安全方面的潛在威脅。

重大基礎設施具備多層次的連接關系，具有復雜網絡的基本特征，早期研究主要關注設施的網絡結構及特征。我國110 kV及以上高壓電網具有較大的聚集系數、較小的路徑長度，屬于小世界網絡；我國高速鐵路網絡擁有一些關鍵集散節點，對網絡運營安全起著關鍵作用，具有無標度網絡特征。因此，重大基礎設施網絡通常體現為小世界、無標度網絡特征，對隨機故障、非關鍵節點破壞具有較好的抵抗力，但面臨較大范圍的有意破壞或關鍵節點故障時容易產生級聯失效，從而引發大規模故障。我國學者在重大基礎設施網絡結構方面開展了系統研究，就彈性電力系統發展規劃提出了具體建議。在重大基礎設施的強電磁脈沖作用數值仿真、局部節點防護加固、局部節點強電磁脈沖輻照試驗等方面具有一定基礎，為實施重大基礎設施的強電磁脈沖防護工程提供了必要的基礎條件。

本文以我國重大基礎設施的非核強電磁脈沖威脅為研究切入點，總結發達國家重大基礎設施的強電磁脈沖防護經驗與教訓，剖析我國在本領域的短板與瓶頸，以利于運用后發優勢，科學高效地解決我國在此領域的重大安全隱患及風險；力求從系統工程的視角論述實施強電磁脈沖防護的需求意義、發展現狀、面臨的問題、關鍵技術，進而提出實施重大基礎設施的強電磁脈沖防護基本策略。

二、重大基礎設施非核強電磁脈沖防護的概念內涵與重大需求

（一）重大基礎設施非核強電磁脈沖的防護概念

重大基礎設施指關乎國計民生、社會運行、國家安全的大型設施網絡，主要涉及電力、交通、通信、金融等核心領域。各類重大基礎設施相互支撐，形成緊密交織的復雜網絡。部分設施節點的失效容易產生連鎖反應，難以快速恢復功能。世界強國重視重大基礎設施安全問題，甚至成立了專門機構進行管理。

強電磁脈沖指瞬態、高能量密度的電磁場與電磁波，具有瞬時功率大（峰值功率達吉瓦級）、峰值場強高（數萬伏 / 米）、組合波形多變（如窄帶、寬帶、超寬帶、有載波、無載波等）、頻譜范圍寬（數兆赫茲至數十千兆赫茲，見圖1）等特征。高功率微波發生器、電磁脈沖發生器等技術裝置發展迅速，投放形式拓展至機載、彈載、車載、便攜式；甚至一些簡易裝置都能產生較強的電磁脈沖，對重大基礎設施構成現實威脅。

圖1　強電磁脈沖的典型頻譜特征?

注：ω表示電磁脈沖的頻率。

以高速鐵路列車為例，闡述重大基礎設施可能面臨的強電磁脈沖威脅（見圖2）。高速鐵路列車控制系統主要由車載設備、地面設備組成，通過鐵路專用移動通信系統（GSM-R）實現車地雙向數據通信；為了向列車提供控制信號傳輸通道，高速鐵路通信信號系統需在設備之間提供開放的無線或電氣接口。這些接口是強電磁脈沖進入高速鐵路通信信號系統的重要耦合通道，在強電磁脈沖作用下列車控制系統可能出現損壞而引發故障并影響系統正常運行。《交通強國建設綱要》（2019年）提出，我國將統籌開發時速600千米級的高速磁懸浮系統、時速400千米級的高速鐵路。在列車運行速度進一步提升后，對列車控制系統的抗干擾能力尤其是抗強電磁脈沖威脅能力將提出新的更高要求。

（二）重大基礎設施非核強電磁脈沖的防護需求

1. 保障國家電磁域安全

國家日益重視電磁域安全，將之列為國家安全的核心要素之一并在《中華人民共和國國防法》中予以體現。重大基礎設施保護工作逐步規范，《關鍵信息基礎設施安全保護條例》將信息基礎設施納入重點保護范圍。《“十四五”國家應急體系規劃》提出了應急通信、應急管理信息化建設的重點工程，以全面提升我國應急通信資源調度與綜合應用能力。

當前，我國針對重大基礎設施安全采取的防護措施集中在硬件實體安全、信息網絡安全方面，而電磁域安全尚未明確規劃。重大基礎設施的電磁域威脅“看不見、摸不著”，概念相對抽象、易被各方忽視，存在被他方惡意利用的風險。惡意的強電磁脈沖攻擊沒有明顯征兆，已經布局的電磁頻譜監測站點缺乏有效的電磁脈沖監測手段，可能無法對各類強電磁脈沖事件進行有效取證。各類重大基礎設施因缺乏有效的非核強電磁脈沖防護設計和驗證而具有脆弱性，在特殊情況下可能使我國陷入“吃啞巴虧”的不利境地。因此，需要系統謀劃并積極實施重大基礎設施的強電磁脈沖防護措施，有助于扭轉不利局面并保障重大基礎設施運行安全。

2. 應對趨于嚴峻的非核強電磁脈沖威脅態勢

高空核電磁脈沖（HEMP）對重大基礎設施的威脅為專業人士所熟知。20世紀60年代外國開展的一系列高空核武器試驗，產生的強電磁脈沖影響了數千千米范圍內的電力傳輸線，造成通信、廣播、交通等系統的大面積受損。《不擴散核武器條約》生效后，世界強國的關注點逐漸轉向非核強電磁脈沖。

利用微波技術，可在重大基礎設施局部產生強電磁脈沖，在一定距離內干擾各類低壓 / 弱電設備，甚至在物理上燒毀重要的電子信息設備；高功率微波技術及其武器化方面發展迅猛，生成方式、作用機制等已有重大革新。大功率微波源不斷發展，最高載頻達數十吉赫茲，形成了常規真空器件、相對論器件、固態電子器件等大類（見圖3）。其中，相對論器件峰值輸出功率很高（可達數十吉瓦量級）；常規真空器件帶寬和功率選擇靈活，多個器件還可以進行空間功率合成，峰值功率可到百兆瓦量級或更高；已經涌現出了一些構造簡單、成本低廉的非核強電磁脈沖發生裝置，潛在應用更為靈活。非核強電磁脈沖攻擊事先難以預防管控，損失難以快速恢復，已成為重大基礎設施面臨的現實威脅。?

圖2　高速鐵路列車控制系統電磁干擾路徑示意圖

圖3　大功率微波源的分類

3. 合理提升公眾對電磁安全的認知水平與危機意識

地震、火災等災害防范的成功經驗表明，相關自救知識的宣傳與演習，可以有效防止因公眾慌亂情緒而致的次生傷害及損失。為此，北京航空航天大學電子信息工程學院就重大基礎設施電磁安全課題開展了社會問卷調查（2021年），用于調研社會公眾對相關領域的了解情況，促進電磁安全相關知識的社會普及。問卷調查共獲取有效樣本1060份，涵蓋高校、企業、科研院所等，整體上被調查者的學歷層次較高。然而，僅約1/3的被調查者了解“7·23甬溫線事故”源自雷擊效應，不到1/5的被調查者了解美加大停電（2003年）源自地磁擾動（GMD）引發的變電器故障?？梢钥闯?，社會公眾對重大基礎設施面臨的強電磁脈沖威脅問題的認識水平整體偏低。

值得指出的是，問卷調查發現被調查者對電磁引發的重大基礎設施故障容忍度很低：約5.5%的被調查者能夠接受3 h以上的高速鐵路延誤；約8.5%的被調查者能接受3 h以上的停電；約5.1%的被調查者能接受3 h以上的通信中斷，而69.2%的被調查者不能接受任何時長的通信中斷。相關結果表明，社會公眾對電磁域威脅了解甚少，對可能引發的重大基礎設施故障難以接受；在普遍缺乏心理準備的情況下，一旦發生相關故障，極有可能引發輿論和社會風險。

三、國外在重大基礎設施強電磁脈沖防護方面的戰略布局

（一）發布國家政策

美國在世界上率先啟動重大基礎設施強電磁脈沖防護工作。美國國會電磁脈沖委員會2001年正式成立，推動了覆蓋廣泛的理論分析和試驗研究；2008年發布了10類重大基礎設施面臨的強電磁脈沖威脅與防護建議。2017年，美國國會完成電磁脈沖委員會重組，以全面推動強電磁脈沖對政治、經濟、軍事等領域的影響研究；完成了體系性的研究工作，對后續科學研究深化、國家戰略制定極具參考價值。

在電磁脈沖委員會的倡議下，美國國會通過了《關鍵基礎設施保護法》（2015年）。2019年，有關重大基礎設施電磁安全的總統政策指令要求，加強并維護重大基礎設施安全、運行、彈性恢復等能力；美國據此進入了強電磁脈沖防護的戰略實施階段。美國能源部發布的《電磁脈沖彈性行動計劃》（2017年）提出，提高對強電磁脈沖威脅、效應、影響的認識水平，定位重點關鍵設施，開展電磁防護技術測試。美國國土安全部發布的《防范電磁脈沖和地磁擾動威脅的應對戰略》（2020年）指出，需要提升電磁相關事件的快速響應與有效恢復能力；將16類基礎設施納入保護范圍并指定各類基礎設施的風險管理機構，從而更好落實重大基礎設施相關的安全工作。

（二）制定產業標準

目前，對于重大基礎設施的強電磁脈沖防護，美國工業界仍處于分析和觀望階段。其中，電力行業相對領先，針對GMD威脅制定了兩套行業標準。北美電力可靠性公司的TPL-007-1標準要求，負責輸電的電力公司以百年一遇級GMD事件為基準，評估輸電系統的薄弱環節并制定相應的生產計劃。EOP-101-1行業標準要求，電力部門優化作業計劃、生產流程、辦事程序，確保降低GMD事件的影響。美國電力公司之間依據協定，可以共享變壓器和其他關鍵設備以提高電力系統的恢復能力。電力部門協調委員會聯合其他關鍵基礎設施管理部門，共同制定了《變壓器應急運輸指導法案》，在緊急情況下可通過鐵路、公路、水路等方式，快速開展大型閑置變壓器設備的調配與部署。截至目前，重大基礎設施的非核強電磁脈沖防護要求還沒有納入相關行業標準。

鑒于重大基礎設施的普及性和特殊性，宜采用分級防護方式實施保護，以獲得較佳的效費比。根據重大基礎設施允許的失效時長，可將強電磁脈沖防護等級分為：級別一，允許長時間服務中斷；級別二，允許服務中斷數小時；級別三，允許服務中斷數分鐘；級別四，允許服務中斷數秒鐘。

① 級別一的關鍵點之一是確保值班人員擁有備用電源、食品、水及其他必要供應，以運行和維護基礎設施的關鍵任務系統。

② 級別二需要在電源線、數據線、天線端增加電磁脈沖濾波器、電涌放電器等防護器件，無需昂貴的電磁屏蔽室，是成本效益較好的防護方法。

③ 級別三通常需要電磁屏蔽機架、電磁屏蔽室。

④ 級別四適用于直接關乎生命和財產安全的基礎設施（如核電站、醫療生命支持系統、空中交通管制系統、高速鐵路控制系統等），建議高頻電磁脈沖的屏蔽效果應達到在10 GHz范圍內提供80 dB的保護。

（三）注重基礎研究

美國高度重視HEMP、GMD對重大基礎設施的災難性破壞作用。美國國會電磁脈沖委員會研究了強電磁脈沖干擾對10類基礎設施造成的風險，認為能源和通信基礎設施的風險等級最高。為此，美國能源部啟動了“電網強電磁脈沖作用與防護研究項目”（2016年），從威脅特征分析、電磁易損性、試驗模擬、防護加固等方面開展研究；基礎設施的電磁防護具有高度復雜性和多學科交叉融合特點，相關研究主要依托橡樹嶺、洛斯·阿拉莫斯、愛達荷等國家實驗室進行。美國桑迪亞國家實驗室分析了電網設施在HEMP作用下的損毀效應統計規律；開發了基于氮化鎵材料、響應速度為亞納秒級的瞬態抑制二極管，擊穿電壓達6 kV。這些結果表明，美國在電網強電磁脈沖作用及防護方面走在世界前列。

歐盟通過第七框架計劃資助了重大基礎設施強電磁脈沖防護方面的研究，如高功率微波威脅防護、重大設施電磁攻擊防護策略、鐵路應對電磁攻擊安全防護，重點關注高功率微波武器產生的強電磁脈沖威脅。

（四）加強應急管理與培訓

為了提升社會公眾對重大基礎設施可能面臨安全威脅的認知，美國政府開展了大量的應急響應工作。GridEx演習每兩年舉行一次，以強化行業對重大基礎設施故障的處置能力為目標，確保事故發生時能夠有序應對；不僅能夠提高電力公司、管理部門的聯合應對能力，也有利于緩解社會公眾在重大事故發生時的慌亂情緒。例如，2021年11月舉辦的GridEx Ⅵ演習，設定了“在面對來自敵對國家支持的協調攻擊時，發揮北美電力系統的彈性”目標，超過450個組織，來自電力行業、管理部門、專門機構的6500余人參加了演習。這表明，美國已經將有組織的惡意攻擊納入重大基礎設施的管理范圍。

四、重大基礎設施非核強電磁脈沖防護關鍵技術分析

電磁防護指消除強電磁輻射對信息化系統干擾或損傷的技術手段，構成保障重大基礎設施系統效能及生命力的理論基礎?；A設施的強電磁脈沖防護需要解決政策、管理、技術、經濟、效益等諸多問題。我國在此領域的技術研究方面起步明顯偏晚、認識普遍不深，更是需要組織力量、集中資源，扎實開展關鍵技術攻關并盡快取得突破。

（一）強電磁脈沖防護正向設計技術

重大基礎設施普遍涉及芯片、電路、模塊等基礎器件 / 設備，在強電磁脈沖環境下呈現電磁易損特點，出現的錯誤和損毀效應還可能在設施網絡中進行傳播，開展防護工作難度極大。從各類裝備的系統級電磁兼容及防護研制經驗看，實現重大基礎設施強電磁脈沖防護能力依賴正向設計技術，主要內容包括：

① 電磁防護指標體系，即電磁防護論證、設計與試驗指標體系；

② 電磁防護仿真模型，形成高保真度的系統模型和電磁效應動態仿真技術；

③ 電磁防護設計方法，解決電磁頂層指標分配問題，實現復雜系統的智能化設計；

④ 電磁防護正向設計軟件，圍繞重大基礎設施電磁防護需求，自主開發正向設計工具，形成設計方案并開展模型驗證。

（二）設施級強電磁脈沖等效試驗評估技術

重大基礎設施結構具有超廣域分布特性，強電磁脈沖與其作用的機理及規律尚未完全摸清，破壞性試驗難以在真實的基礎設施網絡上開展。等效試驗評估技術用于解決上述難題，主要內容包括：

① 電磁脈沖端口耦合特性，形成大型系統電磁易損性效應模型、效果評估模型建模技術；

② 電磁脈沖在設施網絡中的傳播動力學，辨識電磁脈沖在電磁拓撲內的能量耦合規律，突破基于傳播動力學的建模技術；

③ 電磁脈沖的高效生成與注入，發展在時間 / 空間 / 頻率 / 能量等各域的精確縮比模型構建方法，實現電磁脈沖效應的等效驗證。

（三）超廣域強電磁脈沖威脅監測與預警

重大基礎設施遍布全國各地，構成了超廣域、多層次的復雜網絡；強電磁脈沖作用于基礎設施網絡時不留痕跡，造成設施故障時不容易厘清源頭，難以形成有效的故障修復方案。構建高效能、低成本的電磁脈沖威脅監測與預警系統，是解決上述問題的亟需方案，主要內容包括：

① 電磁脈沖監測，突破低成本、小型化電磁脈沖拾取天線、采集電路、存儲方法；

② 電磁脈沖智能識別，辨識典型強電磁脈沖信號特征，形成智能化電磁脈沖識別分析能力；

③ 廣域電磁數據處理，通過分布式 / 集中式相結合的廣域物聯網等方式，形成廣域電磁脈沖態勢監測能力；

④ 電磁脈沖威脅預警，構建基礎設施威脅預警信息傳遞及共享機制，引入人工智能、大數據預測等技術，提升電磁脈沖威脅預警能力。

五、我國重大基礎設施非核強電磁脈沖防護現狀及存在的問題

（一）研究力量較為分散

我國在重大基礎設施電磁安全領域的科學研究工作相對分散，缺乏專門從事電磁安全研究的科研機構，尚未建立相關領域人才培育的學科體系，國家層面的重大科技項目布局剛剛起步。正是由于缺少專門從事電磁安全研究的國家級科研機構，導致在重大基礎設施強電磁脈沖防護領域的技術實力存在較大不足，設計手段、試驗評估、決策輔助等方面的短板尤為明顯。重大基礎設施電磁安全正向設計軟件、電磁安全試驗評估理論方法、設施設備電磁安全數據庫、關鍵電路芯片電磁安全模型庫等，多為空白或存在嚴重不足。

目前，我國的行業研究院牽頭開展了一些重大基礎設施的雷電脈沖防護技術研究，如中國電力科學研究院有限公司、中國信息通信研究院、中國通號研究設計院等為提升電力、通信、高速鐵路等領域的雷電防護設計水平做出了積極貢獻。然而，行業研究院在電磁安全領域配置人員嚴重不足，加之相關業務不屬于主要工作職責，因而往往無法在本領域的基礎性、前瞻性研究中投入足夠力量。

已有的國際經驗表明，以國家實驗室為核心組建“產學研用”一體化研究力量體系，是解決重大基礎設施電磁安全科學技術問題的有效途徑。相比之下，我國在重大基礎設施強電磁脈沖防護方面投入不足，多學科 / 多領域協同攻關、關鍵軟硬件自主研發、重大工程實施管理等仍有較大提升空間，不足以支撐高度復雜、廣域異構的重大基礎設施強電磁脈沖防護實際需要。

（二）核心防護器件相較國際一流水平有差距

核心防護器件是支撐重大基礎設施強電磁脈沖防護的“基礎”，在實施基礎設施防護工程實踐中的費用占比較高。未來產值規模發展潛力可觀且科技含量較高，是國家適宜大力拓展的產業方向。我國在此方向擁有一定的技術儲備，可加強頂層規劃和資源整合以取得較快發展。

核心防護器件可分為多個等級（見圖4），相應的電磁防護能力應逐級提升，即滿足下一層次的電磁防護層級時應自動滿足上一層次的電磁防護能力。

① 等級一主要面向基礎設施的關鍵部件和備件的存儲，防止各類強電磁脈沖影響電磁易損器件安全。

② 等級二是提升重大基礎設施電磁安全能力的高效類別，包含浪涌防護、濾波防護、不間斷電源等，可作為未來我國著重提升的產業內容。

③ 等級三主要面向電路、板卡，涉及的各類瞬態抑制器件（如氣體放電管、金屬氧化物壓控電阻、瞬態電壓抑制二極管等）選擇面較寬；若面臨納秒級強電磁脈沖或頻率較高的高功率微波脈沖，已有器件能力存在不足，是短期內著重提升的產業方向。

圖4　電磁核心防護器件的分級及相應模組產品情況

注：TVS表示瞬變電壓抑制二極管；MOV表示壓敏電阻器；國外數據源自Mouser等平臺，國內數據源自Mouser、阿里巴巴等平臺，數據采集時間為2021年12月。

六、我國重大基礎設施非核強電磁脈沖防護基本策略

（一）強化政府領導

國家重大基礎設施的強電磁脈沖防護，需要建立國家重大基礎設施的頂層管理機構，統籌并協調管理部門、企業、科研院所、高校和社會力量。參考相關安全領域的組織架構，論證提出了國家重大基礎設施電磁安全體系建議方案（見圖5）：在電磁安全領導機構的統一組織下，分設運行監測系統、應急管理協同、協調管理系統、專家委員會等，圍繞安全管理體系、安全技術體系、安全運行體系三方面開展工作。

圖5　國家重大基礎設施電磁安全體系

在強化組織及運作的過程中，宜充分汲取發達國家的成功經驗，盡快補齊政策、管理、法律、技術等薄弱環節，支持建設覆蓋全國的應急預警、應急通信、應急管理等系統。

（二）組織科研攻關

重大基礎設施的強電磁脈沖防護涉及到全社會、眾多行業，需要集中優勢力量開展科學技術問題研究。建議實施國家科技重大專項，采用“揭榜掛帥”等多種形式來組織科研力量，選取具有代表性和緊迫性的基礎設施，開展強電磁脈沖作用機理規律、系統安全架構、關鍵薄弱區域防護、設施網絡級試驗評估等核心科學技術攻關研究；探究重大基礎設施與生產、商業、金融、經濟、居民生活等的關聯程度，明晰設施故障對社會穩定的影響模式。

電力網絡、高速鐵路、移動通信等已經成為國家“名片”，相關產品具有國際市場的比較優勢，競爭力強且經濟產值占比較高，適合作為優先開展電磁安全科學研究和技術攻關的細分領域。著力提升相關領域的基礎設施安全等級，進一步創造我國工業產品的良好國際形象。

（三）制定標準規范

國家重大基礎設施的強電磁脈沖防護是具體落實到各行業的工程實踐，亟需建立適應國情的防護標準與規范。相關標準、規范的制定，關鍵在于“知己知彼”：“知己”指掌握重大基礎設施電磁安全的基本情況和數據，對薄弱環節、損傷閾值、損傷效應等做到明確辨識；“知彼”即分析當前已有的非核強電磁威脅源特征，預測威脅源的中長期發展趨勢，尤其是從威脅源在基礎設施上的作用效應著手開展相關參數分析。

相關標準、規范的制定還需“有所側重”。對于已有基礎設施的電磁防護加固，應重點發展具有良好成本效益的防護技術標準、現狀檢測方法；對于未來新建的重大基礎設施，需明確電磁防護標準及技術規范；積極探索強電磁脈沖威脅預警機制及響應策略。

（四）激發企業活力

重大基礎設施的強電磁脈沖防護工作是復雜的管理與工程問題，經濟成本對工程實踐的成功與否起到關鍵作用。為了支撐重大基礎設施強電磁脈沖防護工程的順利開展，宜充分激發企業活力，合理給予金融、稅收等優惠政策；支持電磁防護核心軟件、防護模組、防護器件的自主研發，推動形成新的戰略性新興產業并穩步實現“走出去”。

（五）分類分階段實施防護加固

依據相關領域的技術體系和標準規范，開展國家重大基礎設施的防護評級、關鍵重大基礎設施及其重要任務系統定位；對于高優先級的重大基礎設施，優先進行防護加固工作。

按照重大基礎設施所處的規劃、建設、運行、維護等不同階段，制定基礎設施的防護加固計劃。對于新建的基礎設施，建議依照相關標準進行設計和驗證；對于已有的基礎設施，可以與設施維護、大修過程相結合，主要針對重要的任務系統進行加固。

建議統籌分析關鍵基礎設施所需電源系統、通信系統、人員支持系統的特點，規劃并建設覆蓋全國的專網系統，保持極端條件下重大基礎設施的彈性。

（六）促進人才培育

國家重大基礎設施的強電磁脈沖防護工作跨越工學、數學、管理學、經濟學等學科門類，需要跨學科、綜合性人才，而目前我國具備相關知識的人力資源較為缺乏。接受專門培育的電磁安全人才，需要具備深厚的數理基礎；系統開設電磁類專業課程，需要良好的教學實驗條件、科研實踐平臺。

從目前掌握的情況看，除少數“雙一流”建設高校和建設學科外，眾多高校的電磁類專業課程學時數量大幅縮減，“教師難教、學生難學”成為普遍現象，導致人才培養數量和質量不容樂觀。因此，亟需在已有的學科體系中積極探索并盡快形成電磁安全專門人才培育體系，適時組建電磁安全學科。

（七）加強公眾培訓

居民的日常生活依賴于完好的重大基礎設施，基礎設施的重大故障必然嚴重影響居民的生活和生產活動。建議充分汲取地震應急避險工作的先進經驗，從“事前”“事中”“事后”三個維度加強社會公眾的知識培訓以合理提升風險意識；如若出現相關極端事件，盡量減少社會公眾的恐慌情緒。

可綜合采用各種方式來加強公眾培訓工作，設立“基礎設施安全日”，開展各類緊急情況下的演習，穩步提升社會公眾的認知、應急、自救能力。

七、結語

本文分析了重大基礎設施面臨的非核強電磁脈沖威脅，結合國情提出了針對性的防護策略建議；研究內容涉及電力、交通、通信等類別的基礎設施，覆蓋面較為寬泛，在未來重大工程實踐中應科學實施以促進穩健發展。電力能源供給一直是保障各類重大基礎設施安全運行的共性關鍵環節，可視為重大基礎設施的“基礎”；在能源轉型背景下，電力系統的開放性、復雜性不斷提升，潛在極端事件威脅下的運行風險急劇增大。因此，可率先開展電力系統的強電磁脈沖防護示范工程，將有效應對非核強電磁脈沖威脅極端事件作為示范工程建設的核心目標。

在實施過程中，可依托部分新建基礎設施開展試驗驗證，同時積極吸納社會力量和資本參與，盡快解決其中的科學問題、技術問題、工程問題；及時總結以形成標準規范，逐步向已有設施推廣應用。在相關基礎理論和技術攻關方面，前瞻性布局非核強電磁脈沖的威脅源特性、傳播規律、作用機理研究，掌握強電磁脈沖作用下的電力系統薄弱節點與敏感設備；明晰電磁敏感傳播路徑與影響規律，預測電力系統可能遇到的強電磁脈沖攻擊模式及規模等級；研制電磁防護元器件、模塊和裝置，掌握電力系統中易損器件 / 板卡 / 設備的快速恢復技術。

作者介紹

蘇東林，電磁兼容領域專家，中國工程院院士。

主要從事電磁安全、電磁兼容和電磁環境效應、電磁場與微波技術方面的研究。

編輯：黃飛

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