چکیده: شبکه‌های هوشمند از سیستم‌های به‌هم‌وابسته، یعنی، شبکه قدرت و سیستم مخابراتی تشکیل شده‌اند. درحالی‌که شبکه‌های برق امروزی بسیار قابل‌اعتماد هستند و سیستم‌های کنترل و ارتباطات مدرن برای افزایش قابلیت‌اطمینان آن‌ها به‌کار گرفته شده‌اند، داده‌های قدیمی نشان می‌دهد که آن‌ها هنوز در برابر خرابی‌های بزرگ آسیب‌پذیر هستند. مجموعه کوچکی از آشفتگی‌های اولیه در شبکه‌های قدرت در ارتباط با عدم وجود اقدامات اصلاحی مؤثر و به موقع می‌تواند منجربه ایجاد زنجیره‌ای از خرابی‌های اجزای وابسته به نام خرابی‌های آبشاری شود. هدف اصلی این پایان‌نامه، ایجاد چارچوب احتمالی برای مدل‌سازی خرابی‌های آبشاری در شبکه‌های قدرت و ثبت تعاملات آن‌ها با سیستم‌های مخابراتی تلفیقی می‌باشد، به‌ طوری‌که خطر خرابی‌های آبشاری در زیرساخت‌های پیچیده الکتریکی-سایبری می‌تواند مورد بررسی، تحلیل و پیش‌بینی قرار گیرد. یک مدل زنجیره مارکوف زمان پیوسته مقیاس‌پذیر و تحلیلی برای پویایی تصادفی خرابی‌های آبشاری در شبکه‌های قدرت با حفظ ویژگی‌های فیزیکی و عملیاتی شبکه قدرت ساخته شده است. ایده کلیدی چارچوب پیشنهادی، ساده‌سازی فضای حالت سیستم قدرت پیچیده به هنگام ثبت اثرات متغیرهای حذف‌شده از طریق احتمالات گذار و وابستگی پارامتری آن‌ها به ویژگی‌های فیزیکی و عملیاتی سیستم است. خرابی‌های آبشاری با یک چارچوب شبیه‌سازی سیستم قدرت کوپل‌شده شبیه‌سازی شده‌اند. به ‌طورخاص، مدل احتمالاتی، تحلیل تقریبی احتمال خاموشی، محاسبه تابع جرم احتمال اندازه خاموشی را امکان‌پذیر می‌کند، که دارای توزیع دم-سنگین می‌باشد. یک مزیت کلیدی این مدل این است که به توصیف شدت خرابی‌های آبشاری برحسب مجموعه‌ای از ویژگی‌های عملیاتی شبکه قدرت کمک می‌کند. در این پایان‌نامه، همچنین یک مدل زنجیره مارکوف به‌هم‌وابسته جدید توسعه داده شده است، که یک چارچوب احتمالاتی کلی را برای ثبت اثرات تعامل بین زیرساخت‌های وابسته بر روی خرابی‌های آبشاری فراهم می‌کند. یک بینش به‌دست‌آمده از این مدل این است که وابستگی متقابل بین دو سیستم می‌تواند باعث شود که دو سیستم قابل‌اطمینان مستقل رفتار غیرقابل‌اطمینانی داشته باشند. ما نشان می‌دهیم که به دلیل وابستگی‌های متقابل دو زنجیره با توزیع خرابی تقریبی غیر دم-سنگین می‌توانند در هنگام تلفیق منجربه توزیع دم‌ سنگین شوند.