气候变化、极端灾害与人类活动的交互作用，使城市和区域基础设施系统呈现出高度互联、动态演化和跨层耦合等复杂系统特征。局部扰动可能通过网络依赖、资源重分配、功能关联和主体行为响应，在不同空间尺度、系统层级和功能模块之间传播，进而由局部失效演化为大范围功能衰减甚至系统性中断。系统结构保持完整并不意味着核心功能能够持续，局部设施恢复也不等同于系统整体性能同步恢复。因此，如何理解复杂系统在扰动下的失效传播、功能退化与适应恢复机制，并进一步实现从风险感知、状态预测到自主决策与协同调控，是复杂系统韧性研究面临的重要科学问题。

本方向面向复杂系统的安全、韧性与自主恢复，融合系统科学、网络科学、地球科学、工程科学与人工智能，重点研究复杂系统在不确定环境和外部扰动作用下的结构失效、功能演化、行为适应与自主调控机制。围绕“结构表征—动态演化—功能预估—自主决策—韧性提升”这一主线，研究局部扰动如何通过多层网络和高阶相互作用形成级联传播，系统功能如何在结构变化、流量重分配和主体适应作用下发生非线性转变，以及如何利用数据驱动、机理模型和人工智能实现复杂系统的预测、干预与自主恢复。