油田物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全與遠(yuǎn)程控制

山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院

油田物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全與遠(yuǎn)程控制

彭麗英山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院

油田物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)上的擴(kuò)展，通過現(xiàn)代科技手段將實(shí)物聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)；油田終端可延伸和擴(kuò)展到任何設(shè)備與設(shè)備之間，進(jìn)行信息交換或?qū)崟r(shí)通信。通過對油田物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合分析，計(jì)算出各種潛在風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的概率，從而評(píng)估系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)未發(fā)生或未造成重大損失之前予以處理的可行性。系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作要伴隨著整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)過程實(shí)時(shí)進(jìn)行，將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確分析并記錄成冊，形成科學(xué)的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告，以供系統(tǒng)技術(shù)修復(fù)人員能夠在風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的第一時(shí)間有資料可參考，并及時(shí)采取解決措施，將風(fēng)險(xiǎn)造成的損失降到最低。

油田物聯(lián)網(wǎng)；安全控制；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；數(shù)字油田

目前油田物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)仍然存在諸多漏洞，如網(wǎng)絡(luò)病毒、員工非法操作、不規(guī)范移動(dòng)代碼連接等，這些因素會(huì)導(dǎo)致整個(gè)油田物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)癱瘓，為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，企業(yè)要完善物聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)評(píng)估機(jī)制，樹立良好的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，采取行之有效的安全技術(shù)措施，保證物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

1 油田物聯(lián)網(wǎng)的含義與組成

油田物聯(lián)網(wǎng)是油田網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在實(shí)物間的具體應(yīng)用，是油田信息技術(shù)的重要組成部分。所謂物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，這其中含有兩層意思：第一，油田物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)與核心技術(shù)仍然是油田互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，油田物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)上的擴(kuò)展，通過現(xiàn)代科技手段將實(shí)物聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)；第二，油田終端可延伸和擴(kuò)展到任何設(shè)備與設(shè)備之間，進(jìn)行信息交換或?qū)崟r(shí)通信。實(shí)用與創(chuàng)新是油田物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)與核心，油田物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代油田互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的擴(kuò)展，它涵蓋了互聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)上所有的資源優(yōu)勢，兼容所有互聯(lián)程序，因此油田物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有更大的發(fā)展前景。

油田物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要是由傳感器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、技術(shù)平臺(tái)、應(yīng)用管理等部分組成[1]。傳感器層通過各類智能傳感器將油田實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析軟件能夠識(shí)別的數(shù)字信息，再應(yīng)用實(shí)物間二維碼鐳射標(biāo)識(shí)技術(shù)與現(xiàn)代智能數(shù)字化轉(zhuǎn)換裝置讀取數(shù)據(jù)，將收集到的數(shù)據(jù)傳遞到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)部分。接著，通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將油田信息以信號(hào)形式傳遞到各類大型云數(shù)據(jù)服務(wù)器，將油田生產(chǎn)工作中的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)與現(xiàn)代智能倉庫、油氣運(yùn)輸車輛等設(shè)備實(shí)現(xiàn)對接，促進(jìn)油田開采與發(fā)掘工作的機(jī)械化、智能化，保證生產(chǎn)工作高效與生產(chǎn)人員工作安全。

2 物聯(lián)網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與安全分析

油田企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)劃的初期，需要工程技術(shù)人員針對物聯(lián)網(wǎng)整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精確計(jì)算分析，明確系統(tǒng)中存在的潛在安全隱患及發(fā)生故障的概率，建立科學(xué)規(guī)范化的安全與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，才能夠有效預(yù)防物聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生，并在故障發(fā)生第一時(shí)間綜合評(píng)估各種安全維護(hù)措施是否行之有效。

另一方面，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作還要隨著油田物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)相應(yīng)展開，針對物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的不同時(shí)間段進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，將物聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率降到最低。

完善的油田物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估機(jī)制與詳細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告是采取風(fēng)險(xiǎn)防治技術(shù)措施的重要依據(jù)，具有非常重要的指導(dǎo)意義。

3 現(xiàn)代油田物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)

通過對油田物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合分析，計(jì)算出各種潛在風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的概率，從而評(píng)估系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)未發(fā)生或未造成重大損失之前予以處理的可行性。系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作要伴隨著整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)過程實(shí)時(shí)進(jìn)行，將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確分析并記錄成冊，形成科學(xué)的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告，以供系統(tǒng)技術(shù)修復(fù)人員能夠在風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的第一時(shí)間有資料可參考，并及時(shí)采取解決措施，將風(fēng)險(xiǎn)造成的損失降到最低。

3.1油田物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制

現(xiàn)代油田物聯(lián)網(wǎng)安全控制系統(tǒng)要承擔(dān)處于全球互聯(lián)網(wǎng)連接狀態(tài)中的油田物聯(lián)網(wǎng)安全控制和管理，并維護(hù)油田物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫信息處理軟件程序的安全運(yùn)行環(huán)境。互聯(lián)網(wǎng)安全控制系統(tǒng)采取控制措施時(shí)要充分考慮以下幾點(diǎn)原則：①要保證整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)的技術(shù)操作與物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)物物間的二維碼識(shí)別處理操作隔離；②建立油田物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制系統(tǒng)的安全性基礎(chǔ)設(shè)施，充分發(fā)揮控制系統(tǒng)程序的智能化管理監(jiān)測優(yōu)勢；③建立局域性的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，保障油田物聯(lián)網(wǎng)中信息通信安全性與保密性，并且還要保障處于互聯(lián)網(wǎng)中的智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全的運(yùn)行環(huán)境；④要求智能檢測系統(tǒng)對整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的工作日志記錄，并將風(fēng)險(xiǎn)、故障等情況進(jìn)行詳細(xì)的記錄，形成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告。

3.2互聯(lián)網(wǎng)通信服務(wù)安全

現(xiàn)代油田物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)規(guī)劃的初級(jí)階段的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作中，不僅要保證與計(jì)算機(jī)結(jié)合的互聯(lián)網(wǎng)信息傳輸過程中重要數(shù)據(jù)信息的保密性與安全性，也要保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)達(dá)到特定級(jí)別的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)信息傳輸管理要求。

3.3防范非法程序代碼

現(xiàn)代油田物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)揮重要的數(shù)據(jù)處理與控制功能的數(shù)據(jù)庫軟件程序易感染來自互聯(lián)網(wǎng)中非法程序代碼的干擾，嚴(yán)重時(shí)會(huì)破壞物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。這就要求相關(guān)的技術(shù)管理人員要采取相應(yīng)的控制措施，防范系統(tǒng)安全運(yùn)行過程中非法代碼的惡意干擾或入侵。除此之外，現(xiàn)代油田物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件程序能夠使用經(jīng)合法方式授權(quán)的移動(dòng)自由代碼，因此為保證油田物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中相關(guān)監(jiān)測軟件程序能夠穩(wěn)定兼容并高效工作，要保證移動(dòng)代碼的植入能夠在系統(tǒng)可控的安全環(huán)境下良好運(yùn)行。

3.4數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)備份

油田物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)每時(shí)每刻都需要分析、處理超大量的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)與信息，監(jiān)測油田的實(shí)時(shí)儲(chǔ)量、形體動(dòng)態(tài)變化等數(shù)據(jù)，要建立科學(xué)合理的數(shù)據(jù)備份制度，例如在數(shù)據(jù)庫軟件中做好控制測試數(shù)據(jù)的備份工作。同時(shí)要確保計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)有充足的備份數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)空間，確保油田物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠在遭受重創(chuàng)的情況下實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)，保證油田監(jiān)測開采及后續(xù)環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行。

3.5系統(tǒng)功能限制隔離

油田物聯(lián)網(wǎng)中，每個(gè)技術(shù)控制區(qū)域要求人機(jī)交互控制裝置SCADA系統(tǒng)的具體控制職能與物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)控制功能相互隔離；同時(shí)建立實(shí)際生產(chǎn)工作規(guī)范化操作守則（如控制機(jī)器與操作人員一一對應(yīng)以實(shí)現(xiàn)責(zé)任制，規(guī)定設(shè)備控制人員具有對智能裝置的唯一控制操作權(quán)等），確保在實(shí)際工作中，如機(jī)器操作失誤或者出現(xiàn)意外情況可迅速劃分責(zé)任。另外，系統(tǒng)要設(shè)定具有特定安全等級(jí)的控制操作密碼，確保非法入侵者無法入侵該系統(tǒng)。

4 構(gòu)建數(shù)字油田管理系統(tǒng)

利用油田物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建數(shù)字油田管理系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)集成、信息共享的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)對油田生產(chǎn)的數(shù)字化管理。

通過在井場、站庫等作業(yè)地點(diǎn)配備自動(dòng)化設(shè)備、傳感器，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和分析，為其他生產(chǎn)系統(tǒng)提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。

5 結(jié)語

運(yùn)用現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)數(shù)字化智能油田，將是現(xiàn)代油田行業(yè)未來發(fā)展的主要趨勢。油田企業(yè)在大范圍應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)提高資源共享效率及傳輸速度同時(shí)，也要注意到大網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的安全問題，尤其要注重物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)安全問題，不斷提高安全防范意識(shí)，制定相應(yīng)措施，進(jìn)而確保日常工作的順利進(jìn)行。

[1]翟慧，賈晶晶．油田企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模塊設(shè)計(jì)及安全性分析[J]．油氣田地面工程，2013，32（6）：75-76.

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.1.036