水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全問題

摘 要：計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)是借助于智能化計(jì)算機(jī)、多媒體應(yīng)用和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等高新技術(shù)進(jìn)行工作的。如今，我國的現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)用廣度和開發(fā)深度上有了明顯的提升，也越來越得到社會上的重視，已經(jīng)成為水電廠進(jìn)行生產(chǎn)、運(yùn)行、全面監(jiān)視等各項(xiàng)工作中不可缺少的一項(xiàng)技術(shù)。水電廠通常是以計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)為核心，并以此聯(lián)結(jié)各個(gè)系統(tǒng)。在水電廠的監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行和發(fā)展中必然會存在一定的網(wǎng)絡(luò)安全問題。因此，深入探究水電廠的現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行中存在的各種網(wǎng)絡(luò)安全問題具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

關(guān)鍵詞：不可缺少；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)安全問題；現(xiàn)實(shí)意義

中圖分類號：TV736 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0138-02

水電廠所使用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一般都是以實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)為中心，聯(lián)結(jié)其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而將系統(tǒng)互聯(lián)就可能會產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)安全問題。而其可能產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)安全問題時(shí)有發(fā)生，當(dāng)前國內(nèi)也有關(guān)于計(jì)算機(jī)監(jiān)控實(shí)時(shí)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)互聯(lián)而引起計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)癱瘓的事故相關(guān)的一些報(bào)道。隨著我國對電力數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)重視程度和建設(shè)力度的不斷加大，加快計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)與發(fā)展已經(jīng)成為亟待解決的重點(diǎn)問題之一。而怎樣通過一系列的技術(shù)革新手段和管理創(chuàng)新方式來提高計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的整體安全性能，是當(dāng)前需要持續(xù)探究和考慮的實(shí)際問題[2]。本文將簡要介紹計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，分析水電廠監(jiān)控系統(tǒng)與其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或設(shè)備的互聯(lián)可能帶來的安全問題，進(jìn)一步探討能有效避免或減少水電廠的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行中可能出現(xiàn)的隱患，從而保障其網(wǎng)絡(luò)安全。

1 對計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的概況

1.1 計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的基本概念

何為計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)？計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)也就是計(jì)算機(jī)監(jiān)測控制系統(tǒng)，是指具有數(shù)據(jù)反饋、實(shí)時(shí)監(jiān)視、控制管理等功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。有著實(shí)時(shí)性、可維護(hù)性、管理功能、可靠性、自動控制等一系列特點(diǎn)，因此被廣泛的應(yīng)用到各大領(lǐng)域。

1.2 計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的簡要介紹

多數(shù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相似，通常分為兩層。

第1層被稱為現(xiàn)地控制層。是由各種PLC、智能模件或裝置共同組成的現(xiàn)場總場網(wǎng)；

第2層被稱為廠、站控制級。一般是利用以太網(wǎng)或FDDI交換機(jī)來聯(lián)結(jié)工作站、服務(wù)器、PC機(jī)等系統(tǒng)的。

計(jì)算機(jī)監(jiān)控實(shí)時(shí)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)傳輸中的優(yōu)勢：

①實(shí)時(shí)性：能實(shí)時(shí)掌握數(shù)據(jù)的傳輸，并對傳輸?shù)乃俣扔幸欢刂疲?/p>

②完整性：系統(tǒng)在傳輸數(shù)據(jù)過程中能保障信息的完整性，避免丟失數(shù)據(jù)。

1.3 計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)在水電廠中的應(yīng)用

在水電廠的生產(chǎn)、運(yùn)行的過程中，計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)是通過將勵(lì)磁、調(diào)速器、直流屏等裝置反饋獲得的各項(xiàng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與報(bào)警信息進(jìn)行實(shí)時(shí)整理收集到監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，從而使監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制、指揮水電廠各項(xiàng)工作以及實(shí)時(shí)監(jiān)測水電廠各項(xiàng)數(shù)據(jù)的核心作用。在水電廠中，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)不僅要向廠內(nèi)MIS系統(tǒng)、歷史數(shù)據(jù)的管理系統(tǒng)、生產(chǎn)運(yùn)行情況的管理系統(tǒng)等一系列網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)外，還要向廠外的一些系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的信息[3]。

2 計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)在水電廠的應(yīng)用中可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)安全問題

2.1 在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)中可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)安全問題

在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)劃階段可能會因?yàn)闆]有對網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)的安全問題有一個(gè)正確的認(rèn)識和充分的考慮，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在安全缺陷。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)功能中可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)安全問題

在設(shè)計(jì)初期計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)在進(jìn)行系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)時(shí)因?yàn)檫^于考慮系統(tǒng)本身功能上性能和穩(wěn)定等方面，而忽視了系統(tǒng)與其它各個(gè)系統(tǒng)（包括Internet在內(nèi)）互聯(lián)而產(chǎn)生的一些網(wǎng)絡(luò)安全問題。

2.3 相關(guān)人員安全意識不足而造成的安全隱患

我國當(dāng)前的大部分水電廠在管理計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和健全信息網(wǎng)安全管理方面都提高了資金投入和技術(shù)革新力度，并按照自身的實(shí)際情況和水電廠運(yùn)行需求加強(qiáng)了硬件設(shè)施的完善和軟件的更新。而在提高運(yùn)行操作人員和維修養(yǎng)護(hù)人員的安全操作意識和安全責(zé)任意識方面還存在一些疏漏，這一問題也可能會引起一定的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全問題。

3 對如何避免可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)安全問題的探究

3.1 通過技術(shù)手段避免可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)安全問題

3.1.1 避免系統(tǒng)互聯(lián)時(shí)產(chǎn)生的隱患，并保障傳輸速度

為了避免計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)與其它相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)時(shí)發(fā)生故障問題，損害到實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，需要在系統(tǒng)之間增加相應(yīng)的光電隔離。另外，為了保證系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求，要盡可能提高網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)傳輸速度；而為了保證其完整性的要求，最好采用雙網(wǎng)。在軟件的設(shè)計(jì)上要完善現(xiàn)有的機(jī)制和功能，進(jìn)一步確保運(yùn)輸?shù)男畔⒑蛿?shù)據(jù)的完整性。而錯(cuò)誤地隨意不符合要求的系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，也會引起數(shù)據(jù)傳輸所需的時(shí)間變長，甚至導(dǎo)致信息數(shù)據(jù)的丟失。因此，控制好實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)上節(jié)點(diǎn)數(shù)目，也是保障監(jiān)控系統(tǒng)完整性、實(shí)時(shí)性的重要方式之一。

3.1.2 在連接調(diào)度中心時(shí)避免可能出現(xiàn)的安全問題

通常情況下，地調(diào)、省調(diào)、網(wǎng)調(diào)有可能與水電廠在地理位置上距離較遠(yuǎn)，通下面是常用的幾種連接方式：

①電力載波連接；②微波連接；③DDN專用連接（這種方式可以用于和距離相對較遠(yuǎn)的MIS進(jìn)行連接）；④光纖網(wǎng)連接；⑤衛(wèi)星傳送。

3.1.3 通過技術(shù)手段保障與Internet網(wǎng)的連接安全

因?yàn)橛?jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)是保證水電廠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和加強(qiáng)管理控制的重要設(shè)備系統(tǒng)，因此水電廠的管理部門要不斷完善管理制度，防止計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)直接連接到Internet。可能因?yàn)橐恍┯?jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)需要提供部分瀏覽的功能，或是在與其它系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)結(jié)之后，導(dǎo)致了計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和Internet網(wǎng)直接進(jìn)行了互聯(lián)，當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，黑客和病毒就有可能從Internet發(fā)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)存在的漏洞，從而找到侵入和破壞計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的途徑，危害到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全。還有一個(gè)要明確的問題就是，外部環(huán)境對于水電廠的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的最大安全隱患之一就是Internet網(wǎng)自身。而要想避免外界通過Internet對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行侵入的安全隱患和極大威脅，不得不考慮一些手段來避免事故的發(fā)生。

因此我們可以將整個(gè)水電廠看作一個(gè)整體來進(jìn)行分析考慮，通過技術(shù)手段只允許存在一條可以和外界相聯(lián)的道路，之后再通過必要的硬件處理措施和軟件應(yīng)用手段來提高對安全的保障，在這一方面通常可以采用的技術(shù)有：設(shè)防火墻、IDS（入侵行為檢測系統(tǒng)）、VPN（安全性虛擬專用網(wǎng)）。相關(guān)解釋：在系統(tǒng)與外界網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)時(shí)，路由器作為第一道防線，可以阻斷Internet網(wǎng)絡(luò)上其它計(jì)算機(jī)向本機(jī)展開非法惡意入侵行為，并可以通過核查對方計(jì)算機(jī)所使用的源地址以及目的地址，如果地址不在系統(tǒng)所允許的可用范圍內(nèi)，或是地址不是一種特殊的網(wǎng)絡(luò)信息包，則會阻止信息包通過，以保證網(wǎng)絡(luò)安全。此外，路由器還可以決定是否要在遠(yuǎn)程訪問的服務(wù)器和Web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中間加設(shè)一個(gè)代理服務(wù)器，并在此服務(wù)器上選擇最佳應(yīng)用效果的防火墻系統(tǒng)。這樣不僅可以提高水電廠監(jiān)控系統(tǒng)的權(quán)限安全，保證只有具備權(quán)限的用戶才能訪問網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的服務(wù)器，而且系統(tǒng)還可以對具有不同的訪問權(quán)限給予不同的資源和內(nèi)容。另外還可以利用VPN技術(shù)對特殊的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密傳送，以保障在傳輸過途中數(shù)據(jù)不會缺失。

IDS作為可以有效防御外部攻擊的一種新型網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)，其主要是通過監(jiān)測數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)控制等功能，充分保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制各種外來侵入。從某些層面上來講，IDS還可以充分彌補(bǔ)常用防火墻技術(shù)存在的漏洞和缺陷，從而提升整個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)安全防御體系的完整性和可靠性。技術(shù)手段是一項(xiàng)必要的保障系統(tǒng)可靠性的手段，能切實(shí)增加計(jì)算機(jī)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的安全性。

3.2 通過管理手段避免可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)安全問題

首先要明確網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并不是一定堅(jiān)不可摧的，由于系統(tǒng)的復(fù)雜性，其在某種意義上來說是存在很多可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)安全問題的。而在加強(qiáng)技術(shù)手段保障其安全的同時(shí)，提高對監(jiān)控系統(tǒng)的有效管理和監(jiān)督也是必不可少的。水電廠不只是要在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上加強(qiáng)保障、進(jìn)一步完善系統(tǒng)，還必須要通過一系列科學(xué)合理的管理手段加強(qiáng)保障。

（1）對計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步加強(qiáng)，必要時(shí)可以加鎖，從而避免病毒的侵入；

（2）對用戶進(jìn)行自我權(quán)限保護(hù)的宣傳教育，提高權(quán)限保護(hù)意識，并要求用戶定期更換更加安全的密碼；

（3）對防火墻軟件進(jìn)行定期更新，升級防火墻系統(tǒng)，防止不明的惡意侵入行為；

（4）建立多重保護(hù)的系統(tǒng)；

（5）定期開展安全教育培訓(xùn)，強(qiáng)化相關(guān)工作人員的安全責(zé)任意識和安全工作理念；

（6）制定應(yīng)急策略并提出合理地應(yīng)急措施，提高應(yīng)急系統(tǒng)的針對性和有效性，即使發(fā)生事故也盡量將損失降到最低。

4 結(jié) 語

包括計(jì)算機(jī)信息化系統(tǒng)在內(nèi)的各種新型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)都在一定程度上加快了計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)在水電廠運(yùn)營與發(fā)展中的應(yīng)用推廣進(jìn)程，既提升了水電廠系統(tǒng)的技術(shù)革新效率與管理創(chuàng)新能力，有大大提高了工作效率和社會效益[4]。但需要注意的是，計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)在為水電廠提供優(yōu)質(zhì)化服務(wù)和更高效益的同時(shí)，也可能會對水電廠的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)埋下安全隱患。因此，水電廠管理部門和相關(guān)監(jiān)督部門需要高度重視計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況以及存在的各種安全隱患，從革新技術(shù)手段、健全管理體制、完善管理方式等層面上強(qiáng)化對計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全管理與監(jiān)督，才能切實(shí)地為其網(wǎng)絡(luò)安全提供保障，促進(jìn)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的更廣泛應(yīng)用。

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收稿日期：2018-9-18

作者簡介：廖賢江（1986-），男，壯族，廣西平果人，本科，主要從事電氣工程及其自動化、水力發(fā)電技術(shù)運(yùn)維管理等工作。