伴随着社会经济的发展,各种不同的社会经济关系变得日趋复杂,这使得自然界社会生活中大量不同的复杂系统呈现出来,诸如社会生态系统,供应链系统、生态工业园系统、基础设施系统、电力系统等.复杂网络作为复杂系统的高度抽象,可以用来描述这些大量的形形色色的复杂系统.各类复杂网络的安全有效运行是人们正常生活和全球经济发展的重要基础,它们的安全能够严重影响到社会经济的发展和稳定.而且,级联失效现象普遍发生于实际生活中的许多复杂网络.在这样的网络中,即便刚开始网络只是局部失效,最终也可能因为级联传播而遭受到严重破坏甚至整体瘫痪.特别是,社会经济网络中大规模级联失效的发生,常常能给整个社会乃至全球经济带来极强的冲击和破坏力.因此,对于不同社会经济网络在级联失效下的脆弱性进行分析和控制就显得尤为重要.然而,目前复杂网络较多地应用于电力系统,基础设施系统等的脆弱性研究中,社会经济领域的应用研究却相当缺乏,特别在生态工业园系统,供应链系统,社会系统这三种重要的社会经济系统上的研究十分少.尽管级联失效问题是社会经济网络中实际存在的普遍现象,而现有社会经济系统的脆弱性研究大多仍停留在定性研究和静态研究,其中涉及到社会经济网络中级联失效的相关研究更是非常少.而且,在复杂系统的安全研究上,关于弹性优化方面的结果很少,已有研究中弹性研究方法也较单一,考虑的失效形式不够全面.　　本文针对社会经济系统中暴露出的脆弱性问题,利用网络化的观点,分别从不同的角度,对社会经济系统中的生态工业园网络,集群供应链网络,城市社会网络的脆弱性进行深入的探讨,讨论了它们在级联失效下的脆弱性动态行为.同时,考虑到现实生活中绝大多数复杂系统具备无标度特征,引入熵方法研究了无标度网络面临选择性攻击和随机失效同时威胁下的综合弹性优化问题.主要工作及创新成果如下：　　提出了生态工业园系统的网络描述方法,并基于生态工业园区共生网络,建立了一个级联失效检测模型.考虑到生态化程度是生态工业园发展的一个重要指标,给出了一种新的节点重要度的评估方法,鉴定出生态工业园系统中的潜在关键节点.基于级联模型提出阈值的概念,通过仿真分析和理论解析,探索生态工业园系统在级联失效下的脆弱性,并获得网络能够具有最强弹性的负载可调参数值.这为在考虑每个企业成本以及其对整个网络影响的前提下,规划选取网络负载容忍参数,以及较优的初始负载分配,都提供了有价值的参考,有助于生态工业园共生网络整体脆弱性的降低.研究了集群供应链网络在级联失效传播中的脆弱性动态行为.利用网络化的方法,结合集群供应链网络本身的物理特性和结构特性,建立级联模型刻画其内部的级联失效现象和传播机制.然后基于企业成员节点的负载提出网络负载熵的概念,对集群供应链网络在级联传播中的脆弱性进行探索.提出的模型方法不仅可以有效地刻画集群供应链网络在级联失效传播过程中的脆弱性,而且可以用来预测早期级联失效和鉴定重大级联事故的发生.这为防范和控制由级联失效所引起的灾难,降低集群供应链网络的脆弱性,保证其稳定安全的生产运营都提供了很好的指导,具有非常重要的应用价值.　　基于复杂网络的观点研究了城市社会系统的脆弱性,并充分考虑了其中的级联效应问题.对城市社会系统中的成员及其关联关系进行建模,把它抽象为一个网络.针对城市社会系统中的级联效应现象,围绕社会参与者负载这个对级联效应的发生和传播有重要影响的物理量,构建城市社会系统的级联模型,并基于模型提出了城市社会系统脆弱性的评价指标.结合案例研究,获得了能有效降低城市社会系统脆弱性的较好的方案,同时也验证模型方法对于城市社会系统脆弱性分析的实用性和有效性.这为研究城市社会系统在级联失效下的可靠性和安全性提供了一种全新全面的方法和观点,有助于揭露社会系统的全局潜在的脆弱性行为.　　面向无标度网络从弹性的角度研究了复杂系统的安全性问题.引入熵方法研究了无标度网络在面对随机失效和选择性攻击下的综合弹性优化.采用连续近似的方法,推导出了网络结构熵函数,并基于熵函数提出了一个新的弹性优化模型.发现提出的熵函数是度量这种无标度网络综合弹性的一个简单而有效的新方法,而且通过熵优化模型，把考虑随机失效和选择性攻击时的网络综合弹性增强问题转化为该熵函数达到最小的优化问题.该研究不同于传统渗流理论的方法,基于熵找到了一种能增强网络综合弹性的简单有效的新方法,也提出一种新的弹性优化的设计规则.这为今后设计网络时该如何合理设置参数,才能增强网络的综合弹性提供了很有价值的参考.　　最后,总结了全文的主要工作,并指出了若干值得进一步研究的问题.