《電子技術應用》
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基于PKS體系的城市燃氣管網SCADA監控系統設計與實現
網絡安全與數據治理
林浩,李慧敏,馬達,齊濤
中電智能科技有限公司
摘要: 隨著網信技術的迭代更新,SCADA系統因其獨特的功能性得到了廣泛應用,尤其極大地推動了我國天然氣管網的建設。以某城市燃氣系統的改造工程為樣本,介紹了國產SCADA系統在天然氣管網的應用,并在天然氣管網系統的監控層、控制層、網絡層進行國產化探索。實踐證明,國產天然氣系統可通過將核心芯片、操作系統、軟件平臺、網絡防護等組件均采用國產設備的方式,從根源上解決天然氣系統防御能力弱、存在網絡安全隱患等問題,在降低系統部署成本的同時,極大地提高了系統防護能力。
中圖分類號:TP311;TP273文獻標識碼:ADOI:10.19358/j.issn.2097-1788.2024.08.002
引用格式:林浩,李慧敏,馬達,等.基于PKS體系的城市燃氣管網SCADA監控系統設計與實現[J].網絡安全與數據治理,2024,43(8):9-14.
Design and implementation of SCADA system for urban gas pipeline network based on PKS
Lin Hao, Li Huimin, Ma Da, Qi Tao
Intelligence Technology of CEC Co.,Ltd.
Abstract: With the iteratively updating of science and technology, SCADA system has been widely used because of its unique functionality, in particular, it has greatly promoted the construction of natural gas pipelines in China. Taking the renovation project of gas system in a certain city as a sample, this paper introduces the application of domestic SCADA system in the natural gas pipeline network, and detailly explores the localization in terms of monitoring layer,control layer and network layer of natural gas pipeline system. Practice has proved that the domestic natural gas system can solve the problems of weak defense capability and potential network security hazards of the natural gas system from the source by using localized equipments for core chips, operating systems, software platforms, network protection and so on.It has greatly improved the production efficiency, and reduced the deployment cost of the system.
Key words : domesticization; SCADA; urban gas pipeline

引言

我國天然氣管道的自動化與智能化建設起步較晚,直到實施“西氣東輸”戰略工程開始,天然氣監控系統才逐漸大規模普及。在系統建設初期,技術嚴重依賴羅克韋爾、西門子、艾默生等國外公司。由于缺乏建設經驗,系統往往忽略了網絡安全方面的建設。隨著網絡技術的發展,針對關鍵基礎設施控制系統的網絡攻擊頻發,網絡威脅從傳統意義上的虛擬空間擴展到工業控制系統中,直接影響著國家基礎設施的安全[1]。

我國工業系統的核心設備依賴國外進口產品情況較為嚴重,如90%以上可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)為進口[2]。近年來,“碳達峰”“碳中和”“煤改氣”等工作的持續推進,城市燃氣管網總里程不斷增加,天然氣管網SCADA監控系統不斷持續配套建設與改造[3]。如文獻[4]介紹了SCADA系統在重慶燃氣大宗用戶數據監測中的應用情況;文獻[5]介紹了SCADA系統在天津城市燃氣調度系統中的應用;文獻[6]針對西南油氣田城市燃氣業務中橇裝、調壓箱、調壓柜的生產條件和其存在的問題,設計了采用SCADA和RTU的一體化監控系統方案。但是,上述方案均采用國外進口產品或系統進行建設,存在特殊時期運維保障風險以及網絡安全風險[7]。

在國家號召關鍵基礎設施國產化的大背景下,基于中國電子PKS體系(P代表飛騰處理器,K代表麒麟操作系統,S代表安全),某城市天然氣領域通過改造城市燃氣總站、遠程終端系統(Remote Terminal Unit,RTU)站點以及搭建總控平臺的方式,建成了一套國產化天然氣管網SCADA系統,旨在提高城市天然氣控制系統的自主保障能力和安全可信水平,同時為其他領域國產化建設提供可靠經驗。


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作者信息:

林浩,李慧敏,馬達,齊濤

(中電智能科技有限公司,北京102209)


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