信息物理系统,是一种融合了计算组件、互联网和物理设备等网络,并为实现特定功能目标而无缝集成到应用环境中的一种相互依赖网络架构。相互依赖网络的性态特点,决定了单一网络内节点的失效会传播到整个系统,严重影响系统的鲁棒性,从而形成级联失效的效应。级联失效的过程对相互依赖网络中的影响,会远比在单一网络中造成的影响更大,从而具有更大的系统破坏力,使整个相互依赖的系统更易发生崩溃。同时可以看到,越来越多的信息物理系统在社会生活中得到了更广泛的应用。为此,如何保证信息物理系统的安全运行,变得越来越重要和必要。因此,研究如何增强信息物理系统鲁棒性,是一个重要且值得研究的科学问题。目前,对信息物理系统安全性的研究主要是面向单一网络类型或单一网络节点规模等应用场景,但是系统中子网络间的耦合关系研究没有得到大量关注。为真实表达不同信息物理系统的结构特性,本文构建了一对一、一对多等耦合方式的相互依赖网络模型,并基于上述模型构建了耦合信息物理融合系统。其次,在构建的模型基础上,提出了增加网络内部连接边和交换网络间依赖边等安全策略实现增强系统鲁棒性的机制。具体来说,基于不同的增强策略,对相互依赖的信息物理系统中的网内节点、网间节点的拓扑关系进行了优化设计,从而获得具有更强鲁棒性的信息物理系统模型。与此同时,基于网络科学中的渗流理论,分析了不同随机攻击比例下,信息物理系统中最大连通组件的节点比例和系统能够抵抗最大随机攻击的节点比例,并对级联失效后的节点比例进行了对比分析,从而得到增强信息物理系统鲁棒性效果较好的优化策略。综上所述,通过对比分析不同增强策略下的信息物理系统的鲁棒性,并给出不同条件下增强系统鲁棒性的优化策略,从而为构造构建更鲁棒的信息物理系统提供了一定的理论支持和安全保障。