生命线系统是指人民日常生活中必不可少，对于维持区域内社会经济基本功能起到关键支撑作用的设施，由最核心的关键基础设施，如供水系统、供电系统、通信系统、交通系统、医疗系统等组成。近年来，一方面各种突发事件频频发生，另一方面随着工业化、现代化程度的提高，关键基础设施子系统之间关联日益紧密，整个生命线系统日益复杂和脆弱。子系统中一个设施被破坏，不仅造成该子系统内部其他设施受影响，而且由于子系统间的关联关系，“多米诺骨牌”现象的级联效应极大影响了其他子系统的正常运行，致使生命线系统整体的瘫痪，继而对社会、经济、生态造成巨大的损失。因此考虑生命线系统子系统间复杂关联关系的生命线系统应急管理研究尤为重要。基于国内外已有的研究成果，本文重点针对生命线系统各子系统相互耦合的特性，研究生命线系统的节点整体综合设计与应急响应策略优化。本文的主要研究内容如下：首先，总结了突发事件和应急管理的概念和特点，提出了一种新的突发事件应急管理阶段划分方法，并说明了各阶段的核心任务与目标。分析了国内外突发事件应急关系模式的特点和差异，阐述了我国突发事件应急管理中亟待解决的问题以及本文重点研究解决的问题。其次，针对突发事件发生前的应急准备阶段，通过影响矩阵将多系统耦合多层级分布的生命线系统抽象为“节点-关系”图。考虑系统中不同类的任意两节点间的相互影响，以最大化的系统网络总服务能力为优化目标，建立了预算资金约束下，生命线系统节点整体综合设计的数学模型，设计了有效的遗传算法对模型进行求解，通过不同规模下的数值实验结果表明了该算法的收敛性。最后，以典型情景为案例，深入分析了不同情况下的解的共性与区别，对决策部门合理设计生命线系统具有重要的参考价值。最后，针对突发事件中的应急响应阶段，将生命线系统抽象为多层分布式供应链系统网络。以供应链的网络流表示子系统内的关系，以失效输入输出模型描述子系统间的关联关系，分析系统节点修复的动态特性及可用资源、时间约束，建立了突发事件下有限时间内的应急修复策略与实时运营策略的联合优化模型。通过实际案例分析，与各子系统独立应急响应策略相比较，此联合应急响应策略模型表现更加优异，可有效降低整个生命线系统的总损失，为决策者提供全面而有效的决策支持。