防入侵自动报警系统

防入侵自动报警系统（精选4篇）

防入侵自动报警系统 篇1

随着我国民航交通流量的高速增长, 民航安全运行中发生跑道入侵灾难性事故的风险很高, 有关研究证明[1,2,3], 跑道入侵的主要危险来自于航空器与航空器的相撞, 而超过一半的跑道入侵事故是由于飞行驾驶人员差错造成的。因此有必要开发相应的地面或机载设备, 以帮助飞行员和管制员增强情景意识, 防患于未然。

目前国内民航机场亟待开发和应用防止跑道入侵, 尤其是航空器之间冲突的自动报警和提示设备。通过专利检索发现, 目前国内仅有“基于无线传感器网络的机场助航灯光智能控制系统”“机场飞行区周界安防控制报警联动系统”等极少量的类似专利可以检索到。而自动报警和提示设备的重要性在于一旦发生跑道入侵, 可以立即做出响应和警报, 给飞行员和管制员以足够的时间和空间来避免和解决跑道入侵问题。基于相关领域专利布局及实用现状, 为解决不同飞机同时进入两个交叉跑道, 形成跑道入侵安全事故的问题, 本文阐述了一种机场跑道防入侵智能灯光系统, 并已在实践中进行了专利申请和布局。

1 系统方案设计

1.1 系统结构

为实现上述目的, 本文设计了一套由监测传感器、控制电路、跑道通行/封闭指示灯和高音喇叭警报器组成的系统方案, 该系统的基本结构如图1所示。控制电路对监测传感器的探测结果进行响应, 进而控制指示灯和警报器的工作状态。

系统中监测传感器和指示灯在跑道上的布局如图2所示。在相互交叉的A、B跑道两端分别设置有用于监测是否有飞机进入跑道的传感器C1~C4, 并且在A跑道和B跑道的两侧分别设置了用来指示跑道能够通行的指示灯A1和B1, 以及跑道封闭的指示灯A2和B2。其中A1和B1为绿灯, A2和B2为红灯。各指示灯均由A跑道继电器KM1和B跑道继电器KM2的常开、常闭触点配合控制。

传感器C1~C4为光电传感器, 采用激光或红外感应的方式, 在跑道一端的光电传感器分为发射和接收两部分, 分别在跑道两侧放置, 通过光电信号通断的持续测量, 可以精确感应到是否有航空器通过, 并产生输出信号。

1.2 控制电路

控制电路是由复位开关和继电器组成的自锁电路, 各个复位开关根据监测传感器和继电器的信息进行相应动作, 如图3所示。

控制电路包括继电器KM1、KM2, 常开复位开关SB1、SB3, 常闭复位开关SB2、SB4和SB5, 以及对应继电器KM1的常开触点KM11、KM12和KM14, 常闭触点KM13;对应继电器KM2的常开触点KM21、KM22和KM24, 常闭触点KM23。

A跑道的常开复位开关SB1、A跑道的常闭复位开关SB2和A跑道继电器KM1线圈串联并与供电电源连接, A跑道继电器KM1的第一常开触点KM11与SB1并联;B跑道的常开复位开关SB3、A跑道的常闭复位开关SB4和B跑道继电器KM2线圈串联并与供电电源连接, B跑道继电器KM2的第一常开触点KM21与SB3并联。

其中, 继电器KM1, 常开复位开关SB1, 常闭复位开关SB2, 常开触点KM11、KM12和KM14, 常闭触点KM13均对应A跑道;继电器KM2, 常开复位开关SB3, 常闭复位开关SB4, 常开触点KM21、KM22和KM24, 常闭触点KM23均对应B跑道。

常开复位开关SB1用于指示有飞机进入A跑道, 常闭复位开关SB2用于指示有飞机离开A跑道;常开复位开关SB3用于指示有飞机进入B跑道, 常闭复位开关SB4用于指示有飞机离开B跑道。控制原理图如图4所示。

以A跑道常开复位开关SB1为例, 其控制逻辑电路的输入为传感器C1和C2, 以及继电器KM1的常开触点KM11的输出。从图中可以看出, 通过与门、或门和非门的连接关系, 如果传感器C1和C2任意一个的检测信号输出为高电平, 当KM11断开时, SB1由断开状态转为闭合状态, 当KM11闭合时, SB1由闭合状态转为断开状态;如果传感器C1和C2任意一个的检测信号输出为高电平, 当KM11闭合时, SB2由闭合状态转为断开状态, 当KM11断开时, SB2由断开状态转为闭合状态。

在机场中还设置有警报器L, 用于在A、B跑道同时有飞机进入时, 发出整个机场都能够听到的警报声。另外, SB5为总复位开关, 用于对整个控制电路进行复位。

根据传感器采集的跑道信息, 控制电路进行相应的开关动作, 进而控制指示灯的点亮、熄灭以及警报器发出警报声。

2 工作原理

系统初始状态下, 继电器KM1和KM2的线圈都是断电状态, 其对应的常闭触点均为闭合状态, 常开触点均为断开状态, 指示灯A1、A2、B1、B2均为熄灭状态。

当跑道A有飞机进入时, 位于A跑道两端的任一光电传感器C1或C2检测到飞机进入, 此时, A跑道常开复位开关SB1的操作机构将输出一个高电平的脉冲信号, 使SB1由断开状态转为闭合状态, 进而继电器KM1线圈接通, KM1线圈接通后, 由其控制的常开触点KM11闭合, KM1线圈构成自锁电路, 继电器线圈KM1在复位开关SB1复位后仍将处于通电状态;此外KM1的常闭触点KM12闭合, 位于A跑道的指示灯A1和位于B跑道的指示灯B2通电点亮, 提示A跑道上飞机可正常通行, 且B跑道关闭不可通行。

当A跑道上飞机离开跑道时, 位于A跑道末端的光电传感器检测到飞机经过, 此时, 线圈KM1通电, KM11闭合, 发出的为高电平信号, 常闭复位开关SB2的操作机构接收到高电平信号, 使SB2由闭合状态转为断开状态, 这样继电器线圈KM1失电, 其常开触点KM11及KM12断开, 相应的, A跑道通行指示灯A1及B跑道封闭指示灯B2均熄灭, 系统恢复到初始状态。

若是在A跑道上有飞机通过时, 即当A跑道通行指示灯A1和B跑道封闭指示灯B2均亮时, 有其它飞机强行或者操作失误进入B跑道, 位于B跑道一端的光电传感器检测到飞机进入, 此时, B跑道常开复位开关SB3由断开状态转为闭合状态, 进而继电器KM2线圈接通, 由其控制的常开触点KM21闭合, KM2线圈构成自锁电路;此外常开触点KM21闭合, 常闭触点KM23断开, A跑道封闭指示灯A2点亮, A跑道通行指示灯A1熄灭, 同时, 由于KM14和KM21同时闭合, 警报器L通电, 发出警报声。这样当两条交叉跑道均有飞机进入时, 均显示红色的封闭指示灯, 提示不可通行, 且发出警报声, 为双方驾驶人员乃至机场管控人员提供警示信息。

两条跑道上均有飞机后, 若其中一条跑道上飞机撤离, 信号将恢复常态。

当飞机不是从A跑道出口撤离时, 即不能触发A跑道的常闭复位开关SB2时, 在飞机撤离后, 可通过人工复位SB2。相应的, 在特殊情况下, 可通过人工操纵各个复位开关控制各个跑道的指示灯系统。

3 结语

本文阐述了一种机场跑道防入侵智能灯光系统, 通过在跑道上设置光电传感器, 将光电传感器的输出信号作为控制电路的输入, 控制交叉跑道指示灯光的显示, 可实现对跑道是否允许通行进行及时有效的灯光提示, 并在发生跑道冲突时自动报警。该系统可有效防止交叉跑道因人为因素导致的航空器入侵事故的发生, 在交叉跑道出现航空器冲突的情况下, 及时感应并利用灯光系统警示, 进一步提高了机场跑道的自动化管理水平, 节省人力成本。

参考文献

[1]丁靓靓.浅析跑道入侵问题的国内外现状及研究意义[J].河南科技, 2013 (9) :157-160.

[2]孙瑞山, 马平.跑道侵入初步研究[J].中国民航大学学报, 2007, 25 (增) :85-87.

[3]李勇.跑道入侵的危害及预防[J].科技资讯, 2013 (16) :221-222.

防入侵自动报警系统 篇2

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防入侵自动报警系统 篇3

1 企业的数据库系统常见的安全机制及缺陷

现阶段,企业数据库系统常见的安全机制包含下面几种:①依靠操作系统当中的访问控制功能进行安全管理。当前,各种主流的操作系统都具有较为健全的用户认证体系。针对系统中的用户,系统中都有一个与之对应的访问控制列表(ACL),在这个访问控制列表当中针对用户具体的访问权限进行了设定。每一个登录系统的用户都必须在其对应的权限当中进行访问。如此一来,数据库的管理层就能够通过对每一个用户的访问权限进行控制,从而有效控制用户针对数据库当中信息资料的删除、复制、写入以及读取等各个方面的操作进行限制。②应用用户身份认证来进行安全管理。一般来说,通常使用的十分认证都是用户在进行数据库登录的时候必须要输入对应的用户密码,通过密码验证的形式来针对企业不同的数据资料进行保护。一般都是在一个对应的配置文件当中来进行用户名与密码保存,而这个密码通常是运用某类加密模式进行存储的,从而有效避免因为配置文件被非法访问的时候导致密码外泄。③针对数据库进行加密来实现安全管理。采用这种安全体系的设计理念在于应用密码学的模式来针对储存在数据库当中的数据资料实施加密保护,以此来提升数据库当中储存的原始数据的安全性。

而上述这三种安全机制都存在着不同的缺陷。①依靠操作系统当中的访问控制功能进行安全管理,这种模式的缺陷在于:一方面,数据库当中的资料安全基本都是依靠系统进行保护,当系统配置不当的时候,安全无法得到保障;另一方面,当数据库当中的信息资料在电脑间或者目录间进行移动的时候,这种保护模式就完全失去作用。因此,该种模式的最大弊端在于必须要依靠外部环境来进行保护,倘若外部环境出现变化,数据库中的信息资料就非常容易遭受入侵。②应用用户身份认证来进行安全管理,而这种模式的最大弊端在于完全依靠密码验证的身份认证。倘若是内部用户采用正常模式(应用数据库管理软件)来打开对应的数据库资料,这种模式自然非常适用。然而,倘若外部入侵者采用二进制文件模式来打开数据库资料的时候,就能够轻易的避开身份认证。因此,该模式的最大弊端在于其主要依靠数据库管理软件来进行保护,无法避免入侵者采用其他模式进行查看。③针对数据库进行加密来实现安全管理,由于企业数据库当中的资料较大,采用该种模式进行加密与解密所需要的时间也非常久,用户每一次打开与关闭通常都需要耗费几分钟的时间来进行加密与解密,实用性不高[2]。

2 企业数据库系统安全防入侵策略

2.1 保障硬件安全

硬件是保障企业数据库安全的先决条件,硬件设施是否安全直接涉及到企业数据库系统是否能够安全、正常的运转,其同时也是企业数据库进行日常安全维护的前提条件。所以,企业在选择自身数据库系统硬件的时候,除了考虑经济方面的因素意外,还必须要综合考虑硬件技术的便捷性与优越性。企业数据库系统是整个企业网络运转的关键,这个数据库的硬件设施性能直接关系到整个企业各种系统的运转效率,所以,企业必须要高度重视硬件设施的选择工作。除此之外,企业还必须要重视UPS设施与服务器环境的监管工作,企业要想保障自身数据库能够稳定、安全的运转,服务器工作的环境(温度、湿度)也是至关重要的因素。一般来说,数据库系统服务器所处环境的湿度应当保持在50%~70%左右,温度应当控制在18℃~24℃之间,并且要尽可能保证这个环境无尘,要尽可能让每一项指标都达到相应的标准,以此来保障数据库系统的正常运转[3]。

2.2 加大网络安全防范力度

随着信息化网络的不断的普及,数据的共享范围也在不断拓展,信息资料的传播速度也获得了较大的提升。这在一定程度上也提升了数据的安全隐患,许多黑客或者不法分子利用网络当中的这些漏洞入侵企业数据库的新闻事件屡见不鲜。所以,加强企业数据库网络安全监管工作也是企业数据库系统防入侵的重要环节。对于网络当中不法分子经常使用的“伪造、修改、截获、中断”等入侵模式,企业应当采用下面几点措施进行防控。首先,正确配置企业数据库系统与网络,同时要定期进行检查,保障配置遭到非法修改。其次,在数据库网络当中设置防火墙,要在第一时间更新病毒库,加大漏洞扫描与安全审计工作的力度。再者,采用访问控制、身份认证、加密相结合的模式,以此来提升入侵的难度。最后,采用物理措施,在企业内部采用双网的模式,企业数据库必须要实施内网管理,从而有效减少数据之间的交叉。

2.3 加大数据软件的保护力度

①加大企业数据库系统的数据管理力度。其一是定期或者不定期更改管理员口令,通过更改管理员口令防止系统帐号被部分不法分子盗取之后私自入侵系统。其二是第一时间进行数据库版本升级或者进行系统漏洞修补,从而有效降低因为数据库系统自身的BUG所导致的数据库系统崩溃或者泄漏。其三是采用登陆审计模式,针对每一个进入到数据库的用户进行监管,记录其进行操作的详细流程,这种方面不仅有效加大了责任追踪力度,并且能够有效避免因为误操作所导致的损失。其四企业数据库必须要针对外网的开放进行限制。尽管企业建设数据库系统的目的在于资源共享,便于企业内部人员进行使用,然而企业数据库当中一些重要的“行业机密”或者“企业机密”,倘若不进行限制,则非常容易导致不法分子的入侵[4]。所以,要想保障企业数据库资料的安全,必须要针对外网访问进行严格的控制,对不同的员工设置不同的访问权限,并且要进行身份验证,从而有效保障数据库系统的安全。②加强信息库信息数据的备份工作。数据备份是进行数据保护、实现数据库迅速恢复的主要措施,尽管现阶段各个企业的数据库备份工作都是应用双机热备或者磁盘镜像的模式,但是利用网络设施来进行离线备份也是至关重要的。鉴于企业数据库当中的信息资料较大,并且这些数据的保存周期都非常长,备份设施可以选择虚拟带库、光盘或者磁带库备份等模式,倘若企业自身条件允许,也可以选择异地备份的模式,以此来有效避免因为意外入侵导致数据丢失的情况发生。

2.4 加大企业终端电脑管理与员工的电脑安全教育力度

企业内部员工是数据库信息资料使用的直接接触者,因此,只有针对员工进行电脑安全知识与数据库知识的培训教育,才能够让广大员工在使用的过程中有效避免安全事故的发生。这就需要企业定期开展对应的培训工作,编制详细的用户使用手册,同时还必须要重点标注使用过程中需要注意的重要事项,使得员工可以科学合理的利用数据库,防止数据库遭受不必要的破坏[5]。

3 结束语

综上述诉,企业数据库已经成为每一个企业必不可少的工具,数据库系统的构建与防入侵监管属于一项繁杂且漫长的工程,所以,企业数据库的管理工作必须要坚持细致入微,衔接得当,构建一个安全、稳定的环境,保障企业数据库系统安全、有序的运转。

摘要：随着科学技术与信息化技术日新月异的发展,各个企业都已经建立自己的数据中心与数据库服务器。但数据库在不断发展的同时,面临的风险也就越来越多。怎么有效保障企业数据库不被入侵,使得企业数据库系统保持完整性与机密性,这是当前各个企业急需解决的重要问题。鉴于此,该文主要讨论了企业数据库系统当中常见的安全机制与缺陷,在此基础上提出了及点企业数据库系统防入侵的建议,仅供参考与借鉴。

调度自动化系统入侵检测技术研究 篇4

调度自动化系统是电力系统监视与控制的硬件及软件的总称, 主要包括数据采集与监控 (SCA-DA) 、自动发电控制与经济调度控制 (AGC/EDC) 、电力系统状态估计与安全分析 (SE/SA) 和调度员模拟培训 (DTS) 等[1]。

各级电网企业按照国家和行业的要求投入了大量资源对调度自动化系统进行了信息安全防护[2]。在传统的调度自动化系统信息安全防护当中, 网络加密、网络隔离、访问控制、身份鉴别、防病毒等信息安全技术得到了大量的应用[3,4]。

随着网络技术和信息安全技术的发展和演绎, 入侵检测技术作为一种主动防御方法受到关注[5]。目前, 国内大部分信息安全厂商均推出专门的入侵检测设备, 在其防火墙产品中集成了入侵检测模块[6]。

在目前的调度自动化系统安全防护体系当中, 入侵检测系统作为一种重要的信息安全防护手段, 主要部署在系统的数据出口。然而, 传统的入侵检测设备主要面向互联网信息系统, 调度自动化系统作为电力企业的实时数据采集监控系统, 有别于互联网信息系统, 主要表现在如下方面:

1) 系统提供的服务不同。[7]。调度自动化系统由数据采集终端以及集中处理主站组成, 主要为电网的运行提供数据监视及自动发电控制 (AGC) 、自动电压控制 (AVC) 等控制及高级应用等服务。

2) 业务数据规约及格式不同。系统提供服务的差异导致业务数据规约及格式的差异, 互联网信息系统根据其提供的服务不同采用多种的数据网络层及应用层通信规约, 而调度自动化系统为专有信息系统, 采用专有或私有协议较多。在电力调度自动化系统的采集通道, 业务数据为远动信息规约数据, 格式遵从IEC60870或者电力企业通信标准, 通信规约包括IEC-101和IEC-104等;在调度自动化系统的生产控制大区主站侧内部, 业务数据通信大部分采用私有协议, 数据的格式自定义;在调度自动化系统的管理信息大区, 服务器提供的主要为WEB服务, 数据格式遵从W3C标准。

3) 业务实时性要求不同。调度自动化系统属于实时生产控制系统, 生产控制大区业务数据要求为秒级或者毫秒级。相比而言, 互联网信息系统的业务实时性要求较低。

有必要针对电力调度自动化系统的通讯特点进行研究, 对系统的承载的业务数据进行剖析, 对电力调度自动化系统的入侵检测技术进行设计, 以保障调度自动化系统的信息安全。

1 调度自动化系统数据通信

目前, 调度自动化系统在生产控制大区通过多种方式进行数据通信, 主要的通信方式包括如下四种, 如图2所示。

1) 调度数据网业务通道。业务数据通过调度数据网进行数据传输, 业务数据在传输的过程中通过硬件化的设备进行加解密。

2) E/M (MODEM) 方式模拟四线通道:业务数据通过模拟四线通道与主站侧进行通信。

3) 串口通道:业务数据通过串口如RS232、RS422/RS485等方式与调度自动化系统主站进行通信。

4) 2M专线通道:业务数据通过2M光纤专线与调度自动化系统主站进行通信。

业务数据通过控制区交换机进行集中汇集, 其中, 串口通道接入终端服务器转换为以太网数据进行接入;调度数据网业务通道数据经过纵向加密装置解密还原之后进行接入。前置机和控制区交换机直接相连, 对业务数据进行集中采集并转发给系统的内部服务器。调度自动化系统在生产控制大区主站侧内部主要部署的是数据库服务器及高级应用服务器, 服务器之间的内部通信采用私有协议为主。

调度自动化系统在生产控制大区进行数据采集之后, 经过处理运算之后得到系统运行数据, 经过数据隔离通道传输到管理信息大区, 最终通过WEB的方式进行发布。

2 远动通信协议分析

尽管调度自动化系统在业务数据采集及控制通道的通信方式各异, 然而其通信规约大部分一致。调度自动化系统在数据采集与控制领域多数采用IEC-101规约和IEC-104规约, IEC-101采用的是串口通信协议, IEC-104采用的是以太网通信。传输的数据主要包括四种:系统主站下发遥控及遥调指令, 变电站向上传送遥信和遥调数据[8]。

IEC-101与IEC-104规约都可用于调度自动化系统业务通信[9], 传统上可以认为IEC-104是IEC-101规约的以太网版本, 协议栈对应关系如图3所示[10]。

IEC-101在物理层面通过MAC地址进行寻找, IEC-104规约在网络层面通过IP进行寻址。IEC-101规约和IEC-104规约在应用层面类似, 包括固定帧长和可变帧长类型的数据, 数据格式如图4所示[11]。

控制域定义了保护报文不至丢失和重复传送的控制信息, 报文传输启动/停止, 以及传输连接的监视等。应用层数据中包含了应用数据类型标识、可变结构限定词、传输原因、应用层公共地址与、信息体地址、信息体等业务数据[12]。

3 入侵检测技术

入侵检测从数据处理的流程上看, 可以分为4大处理流程:数据采集、数据过滤、检测与分析、报警与响应。

基于主机的入侵检测系统 (HIDS:HostBased Intrusion Detection System) 的数据来源主要为系统内部的审计数据, 通过这些数据分析、判断各种异常的用户行为及入侵事件[13], 这通常需要在系统主机上安装入侵检测的模块, 通过主机的入侵检测模块采集业务系统服务器上的数据。

基于网络的入侵检测系统 (NIDS:NetworkBased Intrusion Detection System) 的数据来源为网络中传输的数据报文及相关网络会话, 这通常需要广播式的网络并将数据采集的端口设置为混杂模式或者采用镜像端口的方式[14]。

调度自动化系统主要运行电网运行高级应用程序或者数据采集服务程序, 出于系统可用性及安全性的考虑, 服务器一般不安装入侵检测模块。因此, 调度自动化系统宜采用基于网络的入侵检测系统, 通过在前置交换机以及调度自动化系统内部核心交换机上配置镜像端口的方式实现系统的数据采集。

入侵检测系统的核心功能是数据的入侵检测处理。在数据的检测分析阶段, 入侵检测系统将采集到的数据包进一步组成合理的会话数据, 并根据数据的特点进行分析, 数据的处理流程如图5所示。

入侵检测系统将采集到的数据包进行重组以后, 对数据包进行解析, 获取数据包的IP、协议号、端口、应用层数据, 并将数据包发送至入侵检测规则库进行规制检查, 对可疑的入侵行为进行报警。

入侵检测算法从技术上可以分为误用检测和异常检测。回归入侵检测技术的本质, 可以将其视为数据分类的问题。数据分类技术是指通过设计分类器实现数据分类的方法, 经典的模式识别算法均可以用于数据分类, 如神经网络算法、支持向量机算法、朴素贝叶斯算法、K-近邻算法和决策树算法等[15]。

K最近邻分类算法是一个理论上比较成熟, 复杂度较低的算法。其基本思想是:在一个样本空间中, 一个样本属于某个类别, 如果其K个最邻近样本中的大多数属于该类别[16]。调度自动化系统的入侵检测算法可采用该种算法, 通过采集到的业务数据对入侵检测系统进行训练, 之后将训练得的模式库对采集到的数据进行匹配, 以判断是否有入侵的行为。

协议分析和处理是调度自动化系统可以采用的另一种入侵检测技术, 其主要对通信协议进行解析, 根据数据协议中的格式或者特殊字段进行检查, 并根据数据包中的命令字段进行详细分析以判断是否有入侵行为, 用到的技术主要包括字符串匹配和文本检索。

字符串匹配技术通过在业务数据中查找相应数据实现入侵检测, 可用到的算法包括KMP算法, BM单模式匹配算法。文本检索是指从一个文本信息集合中找出满足用户需求的文本的过程, 文本检索主要使用自然语言处理的方法实现。

4 结束语

本文主要对调度自动化系统中的入侵检测技术进行了讨论。论文首先分析了调度自动化系统与互联网信息系统的异同, 其次分析了调度自动化系统中业务的业务通信, 剖析对业务的通信规约, 最后对调度自动化系统的入侵检测技术进行了研究讨论。电力调度自动化系统是重要的基础设施, 入侵系统能有效的对电力通信规约进行应用层的解析及检测, 发现系统潜在的安全风险, 保障系统的信息安全。

摘要：在调度自动化系统研究应用入侵检测技术能有效发现系统潜在的信息安全隐患, 保障系统安全。本文针对互联网信息系统与调度自动化系统的差异, 总结了调度自动化系统远动通信的特点, 研究了系统的通信规约, 设计了系统的入侵检测技术。