取消省界收費站模式下的ETC門架機電系統安全防范措施

摘要：傳統的高速公路收費站依靠人工完成收費，自動化水平低，無法適應高速公路車流量猛增的現狀，限制了高速公路運營事業的進一步發展。在取消省界收費站背景下，ETC門架機電系統的應用已經是大勢所趨，但是該系統在應用的過程中存在一定的安全隱患。文章分析了ETC門架機電系統的安全風險，提出了具體的防范措施，以確保更好地發揮其性能，打造更加安全、可靠的收費系統，對降低高速公路運維成本、提高高速公路經濟效益具有一定的意義。

關鍵詞：省界收費站;ETC門架機電系統;安全防范

0 引言

高速公路是人們日常出行的主要方式之一。近年來，高速公路建設事業蓬勃發展，在科技信息水平不斷提升的背景下，高速公路人工收費也開始向電子收費的方向過渡[1]。2020-01-01，國家高速公路通行收費模式正式轉換，實現了ETC門架“分段計費，分段扣費”的計收費模式，使高速公路收費事業邁入自由流收費階段。

1 ETC門架機電系統網絡結構

作為為高速公路運營過程提供服務的信息化關鍵設施，ETC門架系統在整個高速公路網絡中的布設較為廣泛[2]，部分地區針對這類設備并未做必要的防護，使得各種故意性或者非故意性的接觸成為可能，讓ETC門架系統在應用中面臨物理破壞、木馬病毒注入、數據篡改等風險，而這類風險問題一旦發生，不僅影響某一個ETC門架系統功能的發揮，還會對整個高速公路正常收費管理造成影響。解決ETC門架機電系統的安全問題是高速公路運營部門亟須開展的工作之一。

ETC門架機電系統是國家整個網絡結構的一個重要分支，保證ETC門架系統信息安全有助于提高整個網絡的安全運營水平。為此，在建設和應用ETC門架機電系統時必須將網絡安全作為工作首位，分析各類安全隱患問題，并且總結有效的防范措施，保證ETC門架聯網收費系統的安全運行。

在高速公路兩側設置路側機柜，ETC門架系統捕捉到車輛通行信息后，利用路側機柜上傳至附近的收費站通信機房，信息經過收費站通信機房會分成兩個傳播方向：（1）憑借原有的通信設備經過系統防火墻，上傳到區域聯網中心，區域聯網中心匯總整個區域的信息后一起將信息上傳至省聯網中心，為了提前預知并規避相應的風險問題，區域聯網[=XJT（]取消省界收費站模式下的ETC門架機電系統安全防范措施/黃桂龍[=JP2]中心設置了各類安全措施，如區域防火墻、日志審計、殺毒軟件服務器、數據庫審計等，這些安全措施設置的主要目的是實時性地監控和分析網絡流量;（2）憑借收費站的通信機房4G路由器和運營商物聯網卡，將數據傳遞至部聯網中心和省聯網中心。

2 風險分析

整個ETC門架機電系統的運行涉及種類和數量較多的終端設備、服務器、物聯網設備，這就決定了ETC門架機電系統在建設和實際應用中存在以下風險問題：

（1）終端設備數量較多，管理人員不能掌握每一臺終端設備的應用情況。

（2）運維手段、監測方法、緊急處理機制不夠完善、合理，使得ETC門架系統存在違規接入的風險。

（3）有些區域的ETC門架終端系統設置在戶外，管理企業沒有設置專門的管理隊伍或工作人員，使得這類設備很容易被不法分子攻擊、篡改和仿冒。

（4）作為一個端口，ETC終端具有一定的開放性，容易被惡意代碼感染。

（5）數據傳輸的過程容易被竊聽或篡改，使得整個交通系統收費網絡信息存在泄漏的風險。

上述風險問題一旦發生，輕者可能會導致某個ETC門架系統不能正常工作，嚴重的可能出現黑客侵入物聯網設備的情況，給整個國家收費專網 業務的開展帶來巨大的影響。

3 ETC門架機電系統安全防范措施

在三層交換機和站級ETC門架服務器的作用下，分散布置在各個區域內的ETC門架系統被有機連接在一起，形成了環網保護，數據在整個環網中得以存儲和傳輸。在整個ETC門架機電系統內部，為了保證通信安全，采取了專網專用、縱向認證、分區分域、橫向隔離等一系列政策方針。在規劃建設ETC門架系統的時候，將其作為一個單獨的網絡區域進行規劃。規劃中嚴格遵守了網絡安全三級保護要求，分別針對安全通信網絡、安全計算環境以及安全區域邊界三個方面實施保護。另外，因為ETC門架機電系統的場外設備具有明顯的物聯網屬性，為此建立起了更加穩定、可靠的網絡安全防護邊界，確保所有設備都能正常發揮性能，并且處于可控范圍內，全面提高全國聯網收費系統互聯互通的安全性，為智慧自由流收費系統的實現夯實安全基礎。

3.1 構建安全物理環境

作為為高速公路提供服務的信息化關鍵設施，ETC門架機電系統分散地設置在高速公路各個公路段沿線，其位置具有點多面廣的特點，再加上防護措施不到位，使得這些設施在具體應用中存在被物理破壞、數據篡改、木馬病毒注入等各類風險問題，嚴重影響高速公路收費管理工作的正常開展。要想提高整個ETC門架機電系統的安全運行水平，首先要為ETC門架機電系統創建更加安全、穩定的物理環境，而為了實現這個目標，需要做好以下工作：

（1）保證路側一體化機柜物理環境安全。路側一體化機柜是ETC門架機電系統內部信息傳輸的基礎，因為數量較多，難以實現工作人員實時性的看管和值守。從另外一個角度來說，這類設備具有一定的智能性，只要保證環境安全、參數正確，設置值守人員無疑會增加高速公路運營成本，所以為路側一體化機柜構建安全穩定的物理環境是保證其性能正常發揮的重要保證。安裝路側一體化機柜物理環境檢測設備，實時性地監測機柜環境的溫濕度、開關門狀態。同時為路側一體化機柜設置專門的攝像機對其進行全時段監控和錄像，一旦發現異常情況，立即聯系區域內的管理人員進行處理。配備機柜監測軟件平臺，如果發生設備異常或者非法開關門等情況，平臺會發生警報信息提醒遠端監控人員，監控人員了解故障問題后聯系機柜附近的維檢人員進行處理，保證一體化機柜良好、穩定運行。另外，為每個區域設置一個維護管理團隊，定期對門架機柜進行物理方面的巡檢維護，保證所有設備處于穩定的運行狀態。

（2）站級通信機房安全。站級通信機房也是負責ETC門架機電系統內部數據傳輸的基礎性設備。由于ETC門架系統的數據存儲設備存儲于傳統的收費站機房，如硬盤錄像機、門架服務器等，傳統收費站機房中的空調設備、不間斷電源設備以及交換機設備等可以繼續為ETC門架機電系統的運行提供服務。在建設ETC門架機電系統的時候，應該充分發揮這些原始設備的作用，節省門架系統的建設成本。為保障物理環境的安全，需進一步完善通信機房，如設置24 h實時監控設備，在機房出入口的位置設置電子門禁系統，記錄和甄別工作人員的進入。如果外部人員需要進入，機房管理部門必須核實人員信息、電話以及出入時間，防止無關人員隨意進入，影響門架收費系統的物理安全性。

3.2 構建安全通信網絡

3.2.1 建立可靠網絡通信鏈路

因為外場環境具有一定的復雜性，ETC門架系統的運行對于網絡通信系統的要求更高，只有可靠、穩定、冗余充足、安全水平較高的網絡通信系統，才能保證ETC門架系統穩定運行，進而確保收費業務順利開展。就目前來看，國內部分地區的ETC門架網絡通信的架構模式為環路保護模式，即在數據傳輸線路上重新鋪設一根12芯光纜，然后利用2芯傳輸整個門架系統中的數據，經過高速公路中央原有的分隔帶主干，光纜取4芯往回形成環路保護。

3.2.2 設定安全訪問規則

在整個ETC門架和通信機房中，利用站級交換機對網絡區域進行劃分。劃分的主要依據是不同模塊的具體業務功能，針對各個網絡區域，采取有效的隔離技術，防止區域網絡之間發生相互訪問，提高區域網絡的獨立性[3]。另外，加大管控力度，避免收費區域的專網和互聯網之間產生數據交互，即做好收費專網和互聯網之間的物理隔離。具體來說，需要做好以下工作：

（1）不管是ETC門架還是通信機房都要配置好交換機規則，充分、全面地檢查源地址、源端口、目的端口和協議等，阻止一切可疑數據的進出。組織數據的措施主要有控制VLAN間訪問、設置復雜密碼、設置登錄失敗;關閉高危端口、配置白名單等。

（2）門架工控機等關鍵設備必須安裝好必要的殺毒軟件，同時設置數據備份、U盤接入管控等措施。

（3）積極應用壁壘及等運維設備對門架抓拍攝像機進行管理，針對違法登錄的用戶設置登陸失敗處理等。

（4）站級門架服務器等重要設備必須安裝必要的殺毒軟件，定期進行高危補丁修補，設置系統訪問權限，對于各類不必要的端口或服務給予關閉處理。除此之外，重點做好門架系統數據備份工作，防止數據丟失阻礙系統繼續穩定運行。

3.2.3 構建安全網絡邊界

對于所有接入聯網收費系統的收費站、ETC門架系統，必須經過具有安全風險評估資質的第三方檢測機構的檢測和評估，構建安全網絡邊界，確保可以嚴格按照具體的技術要求完成安全加入[4]。而構建安全網絡邊界的主要目的有：

（1）利用各類邊界防護設備，控制網絡區域跨界訪問過程，嚴格查處一切非授權設備私自聯到收費專網的行為，提高各個區域網絡通信安全水平。

（2）檢查和限制終端或用戶非授權連接到收費網外部網絡的行為。

（3）優化訪問控制列表，刪除各類無效的訪問控制規則，提高訪問規則的精簡程度。

（4）根據會話狀態信息對數據流的傳輸給予允許或拒絕，檢查源/目的地址、源/目的端口以及協議等，判斷數據包是否可以進出該區域邊界。這樣一來，網絡安全設備可以加入到整個系統的審計模塊，真正實現壁壘作用。

4 結語

總而言之，想要實現高速公路的智能化、便利化發展，必須借助ETC門架機電系統的基石作用。在建設高速公路管理系統的時候，將ETC門架系統作為最基本和最核心的單位進行規劃和設計，確保更好地發揮其性能。ETC門架機電系統的建設運營水平直接影響整個高速公路的運營管理水平，提高關鍵環節的建設水平，打造更加安全、可靠的收費系統，對于降低高速公路運維成本、提高高速公路經濟效益水平具有促進的意義。

參考文獻：

[1]王 健.基于ETC系統數據的高速公路主動管控建設探討[J].中國交通信息化，2020（12）：99-101.

[2]陳子瑜.智慧交通標準化建設與可持續發展初探——以“ETC+生態圈”為例[C].中國標準化協會.第十七屆中國標準化論壇論文集.2020.

[3]周小杰.智慧交通ETC門架系統網絡安全建設[J].科技創新與應用，2020（36）：71-72.

[4]孫華月.取消省界收費站模式下的ETC門架機電系統安全研究[J].交通世界，2020（31）：7-8，10.