電纜網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)整體安全防護(hù)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

胡捷

摘 要：文章通過研究電纜網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅芤?，提出適用于我國電纜網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的整體安全設(shè)計(jì)方案。該方案包括變電站數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、工區(qū)主站與變電站數(shù)據(jù)采集端數(shù)據(jù)通訊、遠(yuǎn)程控制，和采用的硬件設(shè)備等內(nèi)容，描述了變電站內(nèi)各類的采集數(shù)據(jù)方案，與工區(qū)主站的數(shù)據(jù)傳輸及遠(yuǎn)程控制，電纜網(wǎng)運(yùn)行的安全防護(hù)方案設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：電纜網(wǎng)監(jiān)控；整體設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)采集；集中監(jiān)控；

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）32-0009-02

1 集中監(jiān)控中心平臺(tái)概述

建設(shè)電纜網(wǎng)集中監(jiān)控管理應(yīng)用功能，包括：綜合監(jiān)控、生產(chǎn)指揮、故障處置。對(duì)電纜本體和環(huán)境設(shè)施的監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行集中展示和分析、報(bào)警，實(shí)現(xiàn)以電纜為主體的一體化應(yīng)用系統(tǒng)，提高電纜網(wǎng)的運(yùn)行監(jiān)控能力。集中監(jiān)控中心平臺(tái)分為3個(gè)部分。

1.1 生產(chǎn)管理功能

該部分為在線監(jiān)測(cè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和測(cè)點(diǎn)配置。

1.2 監(jiān)控中心功能

該部分集中監(jiān)控中心平臺(tái)系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)監(jiān)視電纜網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，處理報(bào)警信息，向子系統(tǒng)發(fā)送控制命令等。

1.3 后臺(tái)服務(wù)功能

該部分為與各子系統(tǒng)的連接綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)，負(fù)責(zé)進(jìn)行報(bào)警處理、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的計(jì)算和轉(zhuǎn)貯，控制命令的轉(zhuǎn)發(fā)。

2 站內(nèi)數(shù)據(jù)采集

電力隧道的監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：電纜隧道可燃與有毒氣體監(jiān)測(cè)、積水井積水水位監(jiān)測(cè)、防火門狀態(tài)監(jiān)測(cè)、電纜護(hù)層接地電流監(jiān)測(cè)、電纜接頭溫度監(jiān)測(cè)、門禁、隧道井蓋狀態(tài)監(jiān)、接地纜接地箱防盜、人員定位等。系統(tǒng)設(shè)備要求具有網(wǎng)絡(luò)通訊傳輸接口，能將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接入電力隧道綜合監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

由圖1可知，應(yīng)用服務(wù)器軟件提供以下幾項(xiàng)功能：

①提高與各儀表進(jìn)行通訊，采集儀表數(shù)據(jù)后進(jìn)行相關(guān)業(yè)務(wù)邏輯處理，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)生成實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并提供圖形化顯示，根據(jù)相關(guān)閥值判定是否觸發(fā)產(chǎn)生相關(guān)報(bào)警事件。

②提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與報(bào)警數(shù)據(jù)分發(fā)功能，向綜合監(jiān)測(cè)展示客戶端提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并保存和記錄各類監(jiān)測(cè)和報(bào)警記錄數(shù)據(jù)。

③支持故障信息與報(bào)警信息的短信發(fā)送功能，可通過相應(yīng)配置，發(fā)送不同類型短信至相關(guān)人員手機(jī)。

④具有完備的日志功能，除將相關(guān)日志寫入數(shù)據(jù)庫中記錄外，還具有寫系統(tǒng)應(yīng)用程序日志功能，方便相關(guān)日志的查看。

3 集中監(jiān)控平臺(tái)

系統(tǒng)需要的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)由各個(gè)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)提供，并以數(shù)據(jù)庫、文件日志等方式記錄并保存下來。當(dāng)有報(bào)警或預(yù)警消息時(shí)，及時(shí)反饋到客戶端，并用聲光報(bào)警，短信提醒等方式通知值班人員，確保應(yīng)急響應(yīng)速度。

子系統(tǒng)與集中監(jiān)控平臺(tái)采用Socket通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，保證數(shù)據(jù)的及時(shí)性。在通訊協(xié)議中加入心跳保持，包體校驗(yàn)和丟包重傳，斷線重連等機(jī)制，保證數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。

不同的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，集中平臺(tái)為之定制專有的分布式進(jìn)程處理，避免大數(shù)據(jù)時(shí)，由于負(fù)載過高，導(dǎo)致服務(wù)器反應(yīng)緩慢不能及時(shí)響應(yīng)的隱患。同時(shí)對(duì)于遙信和遙測(cè)數(shù)據(jù)，設(shè)置死區(qū)值，只有當(dāng)狀態(tài)值變化，或者遙測(cè)值波動(dòng)超過死區(qū)值時(shí)，才主動(dòng)向監(jiān)控平臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)，以減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，保證通訊穩(wěn)定可靠。監(jiān)控平臺(tái)也定期向各個(gè)子系統(tǒng)請(qǐng)求遙信和遙測(cè)數(shù)據(jù)，及報(bào)警相關(guān)的最新數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的每個(gè)間隔內(nèi)，數(shù)據(jù)都有對(duì)應(yīng)的歷史記錄。

在當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，通過上位PC機(jī)的報(bào)警，值班人員可以獲得火災(zāi)發(fā)生的時(shí)間及地點(diǎn)。一方面通過119火災(zāi)智能報(bào)警器自動(dòng)與消防指揮中心聯(lián)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無人值守，另一方面利用消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，根據(jù)聯(lián)動(dòng)控制盤的指令自動(dòng)啟動(dòng)消防設(shè)施，以達(dá)到滅火的目的。

4 纜主站系統(tǒng)部署方案

方案由服務(wù)器端、客戶端、數(shù)據(jù)三部分組成，共有9臺(tái)服務(wù)器，監(jiān)控系統(tǒng)客戶端通過電力公司內(nèi)安全區(qū)Ⅳ網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)服務(wù)，數(shù)據(jù)庫的主、備機(jī)可以實(shí)現(xiàn)備份。

5 整體安全解決方案

通過對(duì)電纜網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分析，提出電纜網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)整理網(wǎng)絡(luò)安全方案。

防火墻部署在電業(yè)局內(nèi)網(wǎng)與監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器之間，防止來源于監(jiān)控設(shè)備終端網(wǎng)絡(luò)邊界的內(nèi)部威脅，防火墻在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處防止入侵。

5.1 物理安全

物理安全是信息系統(tǒng)安全中的基礎(chǔ)，在電業(yè)局信息機(jī)房?jī)?nèi)采取的有效控制手段包括，首先控制接觸計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的人員，確保計(jì)算機(jī)物理環(huán)境的安全，其次是采取設(shè)備標(biāo)記、計(jì)算機(jī)設(shè)備維護(hù)以及機(jī)房防盜等安全措施，確保計(jì)算機(jī)設(shè)備的安全，另外采取現(xiàn)場(chǎng)檢查等方法保證通信線路的實(shí)體安全。

5.2 網(wǎng)絡(luò)安全

數(shù)據(jù)傳輸通道采用光纖布線，專網(wǎng)專用，實(shí)現(xiàn)信息安全隔離。部署國產(chǎn)防火墻配置細(xì)粒度的訪問控制策略；部署國產(chǎn)IDS入侵檢測(cè)系統(tǒng)提高信息安全基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的完整性。

5.3 應(yīng)用安全

信息系統(tǒng)采用用戶身份認(rèn)證機(jī)制，鑒別登錄用戶身份；通過角色控制資源訪問權(quán)限；采用錯(cuò)誤日志管理記錄系統(tǒng)異常信息；通過操作日志管理記錄用戶操作動(dòng)作。

5.4 數(shù)據(jù)安全

在系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全方面：其一，采用安全性最高的數(shù)據(jù)庫軟件Oracle軟件；其二，采取數(shù)據(jù)物理備份和恢復(fù)方法，保證數(shù)據(jù)一致和安整性，數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)方案：Oracle自動(dòng)備份方案，利用計(jì)劃向?qū)?，根?jù)備份策略設(shè)置自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)的時(shí)間頻率，執(zhí)行備份命令，每周循環(huán)保留一個(gè)備份文件，共7個(gè)備份文件循環(huán)，每周備份最新文件至備份服務(wù)器。

5.5 安全管理

制定嚴(yán)格的安全管理制度，規(guī)范工作人員的操作流程，杜絕一切存在安全隱患的日常行為。制定及時(shí)有效的應(yīng)急響應(yīng)方案，確保系統(tǒng)不中斷或緊急恢復(fù)。系統(tǒng)規(guī)律的系統(tǒng)維護(hù)，減少安全風(fēng)險(xiǎn)。

6 結(jié) 論

實(shí)踐表明，在電纜網(wǎng)運(yùn)行過程中，各種防護(hù)方案的合理設(shè)計(jì)，可提高信息傳輸?shù)目煽啃?、真?shí)性和準(zhǔn)確性，在火災(zāi)判別，安防入侵，自然災(zāi)害等面前，采用傳感器等設(shè)備和無人值守等技術(shù)手段，通過人為干預(yù)及時(shí)反映并迅速控制，將大大地減少電纜運(yùn)行過程中對(duì)人民和財(cái)產(chǎn)早成功的損失，這是符合國際發(fā)展趨勢(shì)的。

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