CN113359625B - 具备网络安全防护功能的供热管控一体化平台系统及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具备网络安全防护功能的供热管控一体化平台系统及应用，平台系统包括数据感知层、网络传输层与平台应用层；数据感知层包括若干基层热力站控制终端，用于采集热力站内实时运行参数；网络传输层采用运营商以太网专线，实现热力站控制终端与管控一体化平台的数据和控制信号远程传输；平台应用层通过设置单向安全隔离网闸被划分为供热调度控制大区和供热管理信息大区，实现两个区域之间的物理隔离；在供热调度控制大区内，部署与供热企业生产运行直接相关的硬件设备及软件功能应用；在供热管理信息大区内，部署与供热企业运营管理相关的硬件设备及软件功能应用。该平台系统能满足互联网时代下的用户服务体验。

Description

具备网络安全防护功能的供热管控一体化平台系统及应用

技术领域

本发明属于互联网+智能供热技术领域，具体涉及一种具备网络安全防护功能的供热管控一体化平台系统及应用，尤其适用于需要借助互联网开展相关生产管理业务的供热企业。

背景技术

伴随中国城镇化进程的不断推进，我国城市集中供热的规模不断扩大。而能源互联网的出现和信息技术的快速发展，运用先进信息技术推动供热产业升级，提升供热信息化水平，使供热企业生产、管理、服务的业务功能满足互联网信息时代的应用需求，是供热产业发展的新方向，尤其在企业管理、客户服务信息化方面，有巨大的应用提升空间。

对于供热企业而言，一方面热力生产网络直接连接并控制各基层热力站的生产运行，另一方面，供热管理相关的业务又需要借助外界互联网进行模式创新。城市集中供热关乎民生大事，供热的安全性尤为重要，热力生产控制网络不允许有任何网络安全隐患，如病毒、黑客系统入侵、外界非法访问等，否则会影响到城市热力的正常供应。然而，目前集中供热领域的系统网络安全防护应用仍为空白，供热管控系统与互联网信息化技术的融合应用产生的网络信息安全问题遭到了忽视。

综上行业发展面临的技术难题，相关解决方案主要有：（1）申请号为201510755309.6的中国专利“互联网+热电厂热力生产运营一体化管理平台”，通过互联网采集管网及用户控制终端数据，结合电厂发电优化分析，实现热力与电力的优化运行调度功能。该方案应用对象为热电厂，并没有考虑面向热用户的相关管理功能，在平台连接外界互联网的情况下，没有考虑系统的网络安全问题，控制网络极容易遭受来自互联网端的入侵。（2）申请号为03133353.2的中国专利申请“供热管理信息控制系统”，包含供热控制系统和收费管理系统的应用，没有考虑供热系统面向热用户的互联网服务功能，没有对系统进行有效的安全防护措施。对于目前集中供热领域缺少面向热用户的互联网服务应用以及系统网络安全防护应用仍处于空白阶段的情况。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种具备网络安全防护功能的供热管控一体化平台系统及应用，结合供热企业生产运行和管理服务的业务需求，利用“互联网+”技术与供热管控需求相结合，显著提升供热企业的生产运营效率和客户服务水平，通过以“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”为原则的网络安全防护措施，保障供热企业管控一体化平台系统的应用安全。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种具备网络安全防护功能的供热管控一体化平台系统，包括数据感知层、网络传输层与平台应用层；所述数据感知层包括若干基层热力站控制终端，用于采集热力站内实时运行参数；所述网络传输层采用运营商以太网专线，实现热力站控制终端与管控一体化平台的数据和控制信号远程传输；所述平台应用层在硬件方面，包括工业级网关、纵向认证装置、通信服务器、应用服务器、存储硬件、监控大屏、运行PC端、管理PC端和相关网络传输设备，所述平台应用层在功能应用方面，包含热网监控子系统、能耗分析子系统、地理信息子系统和运营管理子系统；其特征是，所述平台应用层通过设置单向安全隔离网闸被划分为供热调度控制大区和供热管理信息大区，实现两个区域之间的物理隔离；在供热调度控制大区内，部署与供热企业生产运行直接相关的硬件设备及软件功能应用；在供热管理信息大区内，部署与供热企业运营管理相关的硬件设备及软件功能应用。

进一步的，工业级路由器、热网监控子系统、地理信息子系统、监控大屏、运行PC端部署在供热调度控制大区内，能耗分析子系统、客户服务管理子系统和管理PC端部署在供热管理信息大区内，单向安全隔离网闸具备信息正向传输反向截止功能，只允许信号数据从平台系统的调度控制大区传向管理信息大区。

进一步的，每个基层热力站控制终端数据出口均加装一套纵向加密装置，所述纵向加密装置可对所上传的数据信号进行加密处理。

进一步的，运营商以太网专线不具备连接互联网条件，其拥有电信级点对点线路，充分保证网络安全稳定。

进一步的，运营管理子系统具备供热台账管理、用户台账管理、巡检在线管理、热费收缴管理、工单闭环管理、业务审批管理、员工评价管理、热用户来电服务的功能，包含面向供热企业管理人员使用的生产管理手机移动客户端和面向热用户使用的客服管理手机移动客户端；运营管理子系统对外界互联网开放访问权限，手机移动客户端通过互联网经系统防火墙后与运营管理子系统进行数据交互。

进一步的，所述供热调度控制大区对于基层热力站控制终端的数据采集传输链路形成一条“热力调度专用网络”，热力站控制终端采集的运行参数与控制信号通过纵向加密装置—运营商以太网专线—工业级路由器—纵向认证装置—通信服务器传输至供热调度控制大区；所述纵向加密装置可对热力站内采集的运行数据进行加密处理，所述纵向认证装置可对热力调度专用网络中传输的加密数据进行解码认证，只有认证通过的数据才能进入平台系统的供热调度控制大区；通过加密认证机制，消除了“热力调度专用网络”来自基层热力站数据采集接口和网络传输层以太网专线的外界入侵隐患；通过增设单向安全隔离网闸对系统进行分区，实现供热调度控制大区对供热管理信息大区的信息单向传输，杜绝了“热力调度专用网络”来自供热管理信息大区所连接互联网的外界非法访问控制隐患；从而实现了供热管控一体化平台系统“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的网络安全防护策略。

进一步的，生产管理手机移动客户端面向供热企业管理人员使用，实现供热企业管理人员热网巡察、检修维护及人员定位的在线管理功能。

进一步的，运营管理子系统可在线上发起巡检任务，管理人员根据手机移动端派发的工单任务到指定地点进行供热检修维护，相关工作任务完成后对现场情况拍照记录，通过生产管理手机移动客户端上传平台系统反馈现场情况，最后通过运营管理子系统审核实现工单的闭环管理。

进一步的，客服管理手机移动客户端面向热用户使用，热用户可通过客服管理手机移动客户端查询自家用热信息、线上缴纳热费、投诉服务请求和故障报修办理。

进一步的，热用户通过手机移动客户端对现场故障情况进行拍照上传，请求故障报修，运营管理子系统接收后统一处理形成任务工单，通过生产管理手机移动客户端的人员定位功能，将维修任务派发给距离故障点最近的管理人员，通知其前往故障点进行维修。

进一步的，热网监控子系统对基层热力站内运行参数进行实时数据监控并对站内阀门设备进行远程控制，具备运行故障预警功能，实现热力站的“无人值守”；能耗分析子系统建立热网系统电耗、水耗、热耗的计算模型，从供热调度控制大区获取实时运行数据，从时间维度（时、日、月和年）和空间维度（一次网、二次网、热力站内设备）进行指标计算统计，并能以曲线图、饼图和柱状图的形式对比展示；地理信息子系统基于在线地图将热源位置、热力站位置及热网空间分布、结构信息进行集成展示，直观展现热网监控子系统中各个热力站一次网、二次网侧的温度、压力、流量数据以及热用户信息档案、管网信息、设备设施信息。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：（1）基于供热企业运行控制、生产管理、客户服务的实际应用需求，通过平台信息化及互联网移动端技术应用，将供热物理信息系统和信息系统深度融合，建立“互联网+”供热业务模式，显著提升供热企业的生产运营效率、一体化管理精度和客户服务水平。（2）通过“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的网络安全防护策略，保障了供热管控一体化平台系统的应用安全，填补了集中供热领域供热系统网络安全防护的空白。（3）创新性地提出了一种供热企业生产管理和客户服务相结合的互联网移动端应用方式，实现在线管理、精准服务，满足互联网时代下的用户服务体验。

附图说明

图1是本发明实施例中平台系统的结构示意图。

图2是本发明实施例中供热调度控制大区的数据采集传输链路示意图。

图3是本发明实施例中运营管理子系统的业务模式示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例

参见图1，本实施例中，一种具备网络安全防护功能的供热管控一体化平台系统，包括数据感知层、网络传输层与平台应用层；数据感知层包括若干基层热力站控制终端，用于采集热力站内实时运行参数；网络传输层采用运营商以太网专线，实现热力站控制终端与管控一体化平台的数据和控制信号远程传输；平台应用层在硬件方面，包括工业级网关、纵向认证装置、通信服务器、应用服务器、存储硬件、监控大屏、运行PC端、管理PC端和相关网络传输设备，平台应用层在功能应用方面，包含热网监控子系统、能耗分析子系统、地理信息子系统和运营管理子系统。

本实施例中，平台应用层通过设置单向安全隔离网闸被划分为供热调度控制大区和供热管理信息大区，实现两个区域之间的物理隔离；工业级路由器、热网监控子系统、地理信息子系统、监控大屏、运行PC端部署在供热调度控制大区内，能耗分析子系统、客户服务管理子系统和管理PC端部署在供热管理信息大区内。在供热调度控制大区内，部署与供热企业生产运行直接相关的硬件设备及软件功能应用；在供热管理信息大区内，部署与供热企业运营管理相关的硬件设备及软件功能应用。

本实施例中，单向安全隔离网闸具备信息正向传输反向截止功能，只允许信号数据从平台系统的调度控制大区传向管理信息大区。

本实施例中，每个基层热力站控制终端数据出口均加装一套纵向加密装置，纵向加密装置可对所上传的数据信号进行加密处理。

本实施例中，运营商以太网专线不具备连接互联网条件，其拥有电信级点对点线路，充分保证网络安全稳定。

参见图2，本实施例中，供热调度控制大区对于基层热力站控制终端的数据采集传输链路形成一条“热力调度专用网络”，热力站控制终端采集的运行参数与控制信号通过纵向加密装置—运营商以太网专线—工业级路由器—纵向认证装置—通信服务器传输至供热调度控制大区；纵向加密装置可对热力站内采集的运行数据进行加密处理，纵向认证装置可对热力调度专用网络中传输的加密数据进行解码认证，只有认证通过的数据才能进入平台系统的供热调度控制大区；通过加密认证机制，消除了“热力调度专用网络”来自基层热力站数据采集接口和网络传输层以太网专线的外界入侵隐患；通过增设单向安全隔离网闸对系统进行分区，实现供热调度控制大区对供热管理信息大区的信息单向传输，杜绝了“热力调度专用网络”来自供热管理信息大区所连接互联网的外界非法访问控制隐患。

参见图3，本实施例中，运营管理子系统具备供热台账管理、用户台账管理、巡检在线管理、热费收缴管理、工单闭环管理、业务审批管理、员工评价管理、热用户来电服务的功能，包含面向供热企业管理人员使用的生产管理手机移动客户端和面向热用户使用的客服管理手机移动客户端；运营管理子系统对外界互联网开放访问权限，手机移动客户端通过互联网经系统防火墙后与运营管理子系统进行数据交互。

参见图3，本实施例中，生产管理手机移动客户端面向供热企业管理人员使用，实现供热企业管理人员热网巡察、检修维护及人员定位的在线管理功能。运营管理子系统可在线上发起巡检任务，管理人员根据手机移动端派发的工单任务到指定地点进行供热检修维护，相关工作任务完成后对现场情况拍照记录，通过生产管理手机移动客户端上传平台系统反馈现场情况，最后通过运营管理子系统审核实现工单的闭环管理。

参见图3，本实施例中，客服管理手机移动客户端面向热用户使用，热用户可通过客服管理手机移动客户端查询自家用热信息、线上缴纳热费、投诉服务请求和故障报修办理。热用户通过手机移动客户端对现场故障情况进行拍照上传，请求故障报修，运营管理子系统接收后统一处理形成任务工单，通过生产管理手机移动客户端的人员定位功能，将维修任务派发给距离故障点最近的管理人员，通知其前往故障点进行维修。

本实施例中，热网监控子系统对基层热力站内运行参数进行实时数据监控并对站内阀门设备进行远程控制，具备运行故障预警功能，实现热力站的“无人值守”；能耗分析子系统建立热网系统电耗、水耗、热耗的计算模型，从供热调度控制大区获取实时运行数据，从时间维度（时、日、月和年）和空间维度（一次网、二次网、热力站内设备）进行指标计算统计，并能以曲线图、饼图和柱状图的形式对比展示；地理信息子系统基于在线地图将热源位置、热力站位置及热网空间分布、结构信息进行集成展示，直观展现热网监控子系统中各个热力站一次网、二次网侧的温度、压力、流量数据以及热用户信息档案、管网信息、设备设施信息。

本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种具备网络安全防护功能的供热管控一体化平台系统的应用，系统包括数据感知层、网络传输层与平台应用层；所述数据感知层包括若干基层热力站控制终端，用于采集热力站内实时运行参数；所述网络传输层采用运营商以太网专线，实现基层热力站控制终端与平台应用层的数据和控制信号远程传输；所述平台应用层在硬件方面，包括工业级网关、纵向认证装置、通信服务器、应用服务器、存储硬件、监控大屏、运行PC端、管理PC端，所述平台应用层在功能应用方面，包含热网监控子系统、能耗分析子系统、地理信息子系统和运营管理子系统；其特征是，所述平台应用层通过设置单向安全隔离网闸被划分为供热调度控制大区和供热管理信息大区，实现两个区域之间的物理隔离；在供热调度控制大区内，部署与供热企业生产运行直接相关的硬件设备及软件功能应用；在供热管理信息大区内，部署与供热企业运营管理相关的硬件设备及软件功能应用；所述供热调度控制大区与所述供热管理信息大区串行连接，且所述供热管理信息大区通过防火墙与互联网连接；

工业级路由器、热网监控子系统、地理信息子系统、监控大屏、运行PC端部署在供热调度控制大区内，能耗分析子系统、客户服务管理子系统和管理PC端部署在供热管理信息大区内，单向安全隔离网闸具备信息正向传输反向截止功能，只允许信号数据从平台系统的调度控制大区传向管理信息大区；

每个基层热力站控制终端数据出口均加装一套纵向加密装置，所述纵向加密装置对所上传的数据信号进行加密处理；

运营商以太网专线不具备连接互联网条件，其拥有电信级点对点线路，充分保证网络安全稳定；

运营管理子系统具备供热台账管理、用户台账管理、巡检在线管理、热费收缴管理、工单闭环管理、业务审批管理、员工评价管理、热用户来电服务的功能，包含面向供热企业管理人员使用的生产管理手机移动客户端和面向热用户使用的客服管理手机移动客户端；运营管理子系统对外界互联网开放访问权限，手机移动客户端通过互联网经系统防火墙后与运营管理子系统进行数据交互；

热网监控子系统对基层热力站内运行参数进行实时数据监控并对站内阀门设备进行远程控制，具备运行故障预警功能，实现热力站的无人值守；能耗分析子系统建立热网系统电耗、水耗、热耗的计算模型，从供热调度控制大区获取实时运行数据，从时间维度和空间维度进行指标计算统计，并以曲线图、饼图和柱状图的形式对比展示；地理信息子系统基于在线地图将热源位置、热力站位置及热网空间分布、结构信息进行集成展示，直观展现热网监控子系统中各个热力站一次网、二次网侧的温度、压力、流量数据以及热用户信息档案、管网信息、设备设施信息；

所述供热调度控制大区对于基层热力站控制终端的数据采集传输链路形成一条热力调度专用网络，热力站控制终端采集的运行参数与控制信号通过纵向加密装置—运营商以太网专线—工业级路由器—纵向认证装置—通信服务器传输至供热调度控制大区；所述纵向加密装置对热力站内采集的运行数据进行加密处理，所述纵向认证装置对热力调度专用网络中传输的加密数据进行解码认证，认证通过的数据进入平台系统的供热调度控制大区；通过加密认证机制，消除热力调度专用网络来自基层热力站数据采集接口和网络传输层以太网专线的外界入侵隐患；通过增设单向安全隔离网闸对系统进行分区，实现供热调度控制大区对供热管理信息大区的信息单向传输，杜绝热力调度专用网络来自供热管理信息大区所连接互联网的外界非法访问控制隐患；从而实现供热管控一体化平台系统安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证的网络安全防护策略。

2.根据权利要求1所述的具备网络安全防护功能的供热管控一体化平台系统的应用，其特征是，运营管理子系统在线上发起巡检任务，管理人员根据手机移动端派发的工单任务到指定地点进行供热检修维护，相关工作任务完成后对现场情况拍照记录，通过生产管理手机移动客户端上传平台系统反馈现场情况，最后通过运营管理子系统审核实现工单的闭环管理。

3.根据权利要求1所述的具备网络安全防护功能的供热管控一体化平台系统的应用，其特征是，客服管理手机移动客户端面向热用户使用，热用户通过客服管理手机移动客户端查询自家用热信息、线上缴纳热费、投诉服务请求和故障报修办理。

4.根据权利要求3所述的具备网络安全防护功能的供热管控一体化平台系统的应用，其特征是，热用户通过手机移动客户端对现场故障情况进行拍照上传，请求故障报修，运营管理子系统接收后统一处理形成任务工单，通过生产管理手机移动客户端的人员定位功能，将维修任务派发给距离故障点最近的管理人员，通知其前往故障点进行维修。