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1医院信息系统
1.1医院信息系统的介绍
医院信息系统(HIS)是一个混合体系下架构的大型数据库应用的系统,是利用计算机软、硬件技术和网络技术的现代化手段,对医院及其所属的各部门的人流、物流、财流进行的综合管理,对各种医疗活动采集、存储、处理加工成的各种信息,从而为医院的整体运行提供全面的、自动化的管理以及各种服务的信息系统。医院信息系统既可以存储文档数据,也可以存储医学影像信息,是应用计算机和网络通信等高科技手段对医院内大量的信息进行数字化管理的现代信息系统,是整个医院应用系统的主干和医疗数据中心,起到了整合其他辅助系统的作用。现在医院的信息管理从简单的行政、财务管理系统向复杂的多功能系统发展,并得到了广泛的应用,提高了医疗水平和效率,创造了良好的社会效益和经济效益。
1.2医院信息系统的功能
1)HIS是采用C/S的架构,通过客服端处理病人基本数据、诊断、医嘱、治疗和病历等数据。2)HIS是以病人的用户标识快速地在数据库查询和调用病人的有关资料,通过整个治疗过程的优化达到降低成本、增加效益和提高服务质量。3)HIS建立健全成本核算和控制体系。覆盖了医院的每个职能部门、每个医师和对医院的整个工作流程进行控制,提高了工作效率。1.3医院信息系统实现的目标HIS是为医院现代化管理提供了一个全新的管理模式,覆盖了整个医院的所有部门和所有环节,旨在提高医院的业务水平和管理水平和工作效率。以电子病历为中心,实现与医疗保险的接轨,HIS以更强的兼容能力以适应社会的发展需求,也健全了医院的控制体系,降低了医院的成本,提高了医疗的工作质量。医院信息化建设主要内容是以电子病历为核心,建立和完善医疗信息的架构,实现医院不同业务系统之间的统一,整合资源和提高医疗高效的运转。医院信息化是实现深化医药卫生体制改革的需求和重要支撑,加快卫生的信息化建设对于满足人民群众的日益多样化的医疗卫生需求,提高全国卫生系统科学的管理水平,促进人人享有基本的医疗服务具有重大的意义。
2信息安全
2.1信息安全的定义
信息安全主要是指信息资源的安全,信息安全有广义和狭义之分,广义的信息安全指的是一个国家或者地区的信息数据和信息技术体系不受威胁和侵害,狭义的信息安全指的是信息系统软的硬件和信息数据不受破坏和泄露,信息可以保持连续的可靠的运行。对于个人而言,信息安全更加侧重于后者,要求信息要保密性,完整性,人们对信息的安全的概念理解具有明显的时代特征,绝对的信息安全是不存在的,因此我们应用适度风险的观点、积极防御的观点和发展的观点来做好信息的安全工作。做好信息的关键在人,掌握信息安全的知识是做好信息安全工作的前提和基础。
2.2信息安全的地位
在现代的信息社会中,信息安全在国家安全中占据着重要的地位,可以说是国家的安全基石和核心,信息安全是国家军事安全的重要保障。网络信息战将成为21世纪典型的战争形态,黑客的攻击和军事机密危及国家的安全,控制信息权一定程度上影响着战争的胜负。信息安全也是国家文化的关键,信息安全影响着国家的民族传统文化的弘扬和继承,也影响着社会意识形态。信息安全也是国家经济安全发展的前提,信息产业在国民的经济中占据着重要的地位,尤其是金融安全。制定国家的信息化的发展战略,是应对国际信息化竞争,构建和谐社会的前提,提高信息技术的水平,优化信息产业的结构,提高国家的信息安全的保障,为迈进信息社会打下坚实的基础。
2.3信息安全技术的发展
全球信息化的快速发展,引发着当今世界的深刻变革,重塑世界的政治,经济和军事的新格局,加快信息化的发展,已经成为各国的共同选择,信息技术的发展日新月异,促使人们对信息的依赖越来越强,人们的生活,企业的发展,社会的发展都离不开信息系统,21世纪的重要特征,信息和通信技术的应用已经成为国家的战略需求。但是信息的发展伴随着信息安全,信息安全涉及国家的各个层面,所以国家的信息安全发展也是重中之重,信息安全保障是一个复杂的过程,目前我国的信息安全保障重点包括国家关键的基础建设和社会稳定,主要是着力发展和提升基础支撑能力、防护对抗能力和自主可控能力。信息安全已经成为影响国家政治安全的重要因素,信息安全直接关系到国家的稳定。
3结束语
医学信息学是一门新兴的学科,我国医院信息化的建设的比较晚,我们初步取了一定成就,但是和发达国家的水平依然有很大的差距,发展技术和水平是任重道远。信息安全的保障也是我们要面临的巨大挑战。
作者:程婷 单位:池州市第二人民医院信息科
参考文献:
[1]王丽娜,赵利敏,张东军.信息安全管理的建设在医院信息化建设中的作用[J].电脑知识与技术,2017(2):41-43.
[2]张静薇.浅析科学的医院信息化管理系统[J].中国民族民间医药,2010(7):198
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本文首先综述了电力系统安全稳定控制的研究现状,从控制理论及控制措施(装置)两方面概述了国内外的主要研究成果。最后简要介绍了安全稳定控制技术的发展趋势。
电力系统暂态能量函数直接法经过多年的研究,近来已取得重大进展,成为时域分析的重要辅助方法。本文第二章对暂态能量函数的基本理论和方法作了介绍,重点探讨了EEAC法及其在稳定切机控制中的应用。进一步的实用化还需要大量的工作。
多机系统频率动态过程是低频减载方案设计的重要依据,本文在原有线性化扰动模型基础之上,增加了发电机和负荷频率调节效应的影响,并进行了系统仿真研究。同时根据多机模型特点及仿真结果提出了一种基于多机系统的低频减载设计和整定新方案,与传统方案相比,该方案提高了低频减载性能及系统运行方式的适应性。
作为方案的一种实现,本文作者作为主要研制者之一研制开发了新一代微机智能型低频低压减载装置。第四章详细介绍了装置改进的软件测频算法,按功率定值减载的实现方法,软、硬件结构等关键技术措施。最后给出了装置的动模实验结果。
关键词:安全稳定控制低频低压减载暂态能量函数切机控制
EEAC频率动态过程频率仿真按功率减载测频算法
Abstract
Powersystemstabilitycontrol,onwhichextensiveattentionhasbeenpaid,isan
importantmeasuretosafeguardareliablepowersystem.Withthequickdevelopment
ofpowersystem,lotsofmorecomplicatedsecurityandstabilityproblemsareemerged.
Thesaferunningofpowersystemrequireseagerlytheresearchanduseofthelatest
technologyofcomputer,communication,electronicsandmoderncontroltheorytodevelop
andmanufacturestabilitycontrolsystemandautomaticallysafetycontrolequipment.
Inthispaper,stabilitycontrolofpowersystemisfocused.Newideaswhich
arethebasisofdeeperresearcharedevelopedonthebasisofextensiveresourceon
relatedfieldintheprocessofresearchinganewintelligentstyleunderfrequencyand
undervoltageloadsheddingequipment.
Thelatestresearchofpowersystemstabilitycontrolisreviewedfirstlyinthispaper.
Then,themainachievementsatcontroltheoryandcontrolequipmentareintroduced.At
theend,thetendencyofsafetyandstabilitycontroltechnologyisintroduced.
Afteryearsofresearch,directmethodusingtransientenergyfunctionofpowersystem
hasgottenimportantdevelopment,andhasbecomethemainmethodoftime-fiendanalysis.Inchapter2,basictheoriesofTEFmethodareintroduced,andtheEEAC
methodanditsapplicationinstabilitygeneratortrippingcontrolarediscussedcarefully.
Alotofworkstillneedtobedoneinordertomakepracticalachievement.
Thefrequencytransientprocessofmulti-generatorsystemistheimportantbasisofunderfrequencyloadsheddingschemedesign.
Inthispaper,theeffectsoffrequencyregulationofgeneratorandloadareincludedon
thebasisoflineardisturbancemodel,andsystemdigitalsimulationresearchisincluded
too.Accordingtothecharacteristicsofmulti-generatormodelandresultsofsystemdigitalsimulationresearch,anewdesignandset
schemeofunderfrequencyloadsheddingequipmentonthebasisofmulti-pared withconventionalscheme,
thisschemeadvancedthecharacteristicsofunderfrequencyloadsheddingequipment
anditsadaptivelytopowersystemrunningstyle.
Asawaytoactualizethisscheme,anewintelligentstyleunderfrequencyand
Undervoltageloadsheddingequipmentonthebasisofmicrocomputerisdevelopedin
thispaper.Inchapter4,theimprovedalgorithmoffrequencymeasurement,themethod
ofloadsheddingaccordingtopower,andthekeytechnologyofsoftwareandhardware
structureareintroducedindetail.Attheend,thephysicalsimulationresultsofthis
equipmentarelisted.
KEYWORDS:
powersystemstabilitycontrolunder-frequencyandunder-voltageloadshedding
transientenergyfunctionextendedequalareacriterion
generatortrippingfrequencydynamicalprocess
loadsheddingaccordingtopowerfrequencysimulationAlgorithm
目录
摘要
ABSTRACT
第一章绪论(1)
§1-1引言(1)
§1-2安全稳定控制研究现状(2)
§1-3论文的主要工作和章节安排(7)
第二章暂态能量函数与切机稳定控制(8)
§2-1多机系统的经典模型和暂态能量函数(8)
§2-2直接法的假设和扩展等面积定则(9)
§2-3切机模型及其实用判据(12)
第三章多机系统频率动态特性及低频减载的整定(15)
§3-1传统的单机模型及整定(15)
§3-2多机系统频率动态过程的数学模型(16)
§3-3多机系统频率动态过程的仿真计算(20)
§3-4低频减载设计方案新探讨(24)
第四章智能式微机低频低压减载装置的研究(26)
§4-1大电网频率电压紧急控制的新特点及新要求(26)
§4-2基于富氏滤波测频算法的改进研究(27)
§4-3智能式低频低压减载装置的设计原理(31)
§4-4装置动模试验报告(39)
第五章全文总结(43)
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在全球信息化的推动下,计算机信息网络作用不断扩大的同时,信息网络的安全也变得日益重要,一旦遭受破坏,其影响或损失也十分巨大,电力系统信息安全是电力系统安全运行和对社会可靠供电的保障,是一项涉及电网调度自动化、继电保护及安全装置、厂站自动化、配电网自动化、电力负荷控制、电力营销、信息网络系统等有关生产、经营和管理方面的多领域、复杂的大型系统工程。应结合电力工业特点,深入分析电力系统信息安全存在的问题,探讨建立电力系统信息安全体系,保证电网安全稳定运行,提高电力企业社会效益和经济效益,更好地为国民经济高速发展和满足人民生活需要服务。
研究电力系统信息安全问题、制定电力系统信息遭受内部外部攻击时的防范与系统恢复措施等信息安全战略是当前信息化工作的重要内容。
一、电力系统的信息安全体系
信息安全指的是为数据处理系统建立和采用的技术和管理的安全保护,保护计算机硬件、软件和数据不因偶然和恶意的原因遭到破坏、更改和泄露。包括保密性、完雅性、可用性、真实性、可靠性、责任性等几个方面。
信息安全涉及的因素有,物理安全、信息安全、网络安全、文化安全。
作为全方位的、整体的信息安全体系是分层次的,不同层次反映了不同的安全问题。
信息安全应该实行分层保护措施,有以下五个方面,
①物理层面安全,环境安全、设备安全、介质安全,②网络层面安全,网络运行安全,网络传输安全,网络边界安全,③系统层面安全,操作系统安全,数据库管理系统安全,④应用层面安全,办公系统安全,业务系统安全,服务系统安全,⑤管理层面安全,安全管理制度,部门与人员的组织规则。
二、电力系统的信息安全策略
电力系统的信息安全具有访问方式多样,用户群庞大、网络行为突发性较高等特点。信息安全问题需从网络规划设计阶段就仔细考虑,并在实际运行中严格管理。为了保障信息安全,采取的策略如下:
(一)设备安全策略
这是在企业网规划设计阶段就应充分考虑安全问题。将一些重要的设备,如各种服务器、主干交换机、路由器等尽量实行集中管理。各种通信线路尽量实行深埋、穿线或架空,并有明显标记,防止意外损坏。对于终端设备,如工作站、小型交挟机、集线器和其它转接设备要落实到人,进行严格管理。
(一)安全技术策略
为了达到保障信息安全的目的,要采取各种安全技术,其不可缺少的技术层措施如下:
1.防火墙技术。防火墙是用于将信任网络与非信任网络隔离的一种技术,它通过单一集中的安全检查点,强制实糟相应的安全策略进行检查,防止对重要信息资源进行非法存取和访问。电力系统的生产、计量、营销、调度管理等系统之间,信息的共享、整合与调用,都需要在不同网段之间对这些访问行为进行过滤和控制,阻断攻击破坏行为,分权限合理享用信息资源。
2.病毒防护技术。为免受病毒造成的损失,要采用的多层防病毒体系。即在每台Pc机上安装防病毒软件客户端,在服务器上安装基于服务器的防病毒软件,在网关上安装基于网关的防病毒软件。必须在信息系统的各个环节采用全网全面的防病毒策略,在计算机病毒预防、检测和病毒库的升级分发等环节统一管理,建立较完善的管理制度,才能有效的防止和控制病毒的侵害。
3.虚拟局域网技术(VLAN技术)。VLAN技术允许网络管理者将一个物理的LAN逻辑地划分成不同的广播域,每一个VLAN都包含1组有着相同需求的计算机工作站,与物理上形成的LAN有相同的属性。但由于它是逻辑而不是物理划分,所以同一个LAN内的各工作站无须放置在同一物理空间里,既这些工作站不一定属于同一个物理LAN网段。一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中,有助于控制流量、控制广播风暴、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。
4.数据与系统备份技术。电力企业的数据库必须定期进行备份,按其重要程度确定数据备份等级。配置数据备份策略,建立企业数据备份中心,采用先进灾难恢复技术,对关键业务的数据与应用系统进行备份,制定详尽的应用数据备份和数据库故障恢复预案,并进行定期预演。确保在数据损坏或系统崩溃的情况下能快速恢复数据与系统,从而保证信息系统的可用性和可靠性。
5.安全审计技术。随着系统规模的扩展与安全设施的完善,应该引入集中智能的安全审计系统,通过技术手段,实现自动对网络设备日志、操作系统运行日志、数据库访问日志、业务应用系统运行日志、安全设施运行日志等进行统一安全审计,及时自动分析系统安全事件,实现系统安全运行管理。
6.建立信息安全身份认证体系。CA是CertificateAuthority的缩写,即证书授权。在电子商务系统中,所有实体的证书都是由证书授权中心(CA中心)分发并签名的。一个完整、安全的电子商务系统必须建立起一个完整、合理的CA体系。CA体系由证书审批部门和证书操作部门组成。电力市场交易系统就其实质来说,是一个典型的电子商务系统,它必须保证交易数据安全。在电力市场技术支持系统中,作为市场成员交易各方的身份确认、物流控制、财务结算、实时数据交换系统中,均需要权威、安全的身份认证系统。在电力系统中,电子商务逐步扩展到电力营销系统、电力物质采购系统、电力燃料供应系统等许多方面。因此,建立全国和网、省公司的cA机构,对企业员工上网用户统一身份认证和数字签名等安全认证,对系统中关键业务进行安全审计,并开展与银行之间、上下级CA机构之间、其他需要CA机构之间的交叉认证的技术研究及试点工作。
(三)组织管理策略
信息安全是技术措施和组织管理措施的统一,“三分技术、七分管理”。据统计,在所有的计算机安全事件中,属于管理方面的原因比重高达70%以上。没有管理,就没有安全。再好的第三方安全技术和产品,如果没有科学的组织管理配合,都会形同虚设。
1.安全意识与安全技能。通过普及安全知识的培训,可以提高电力企业职员安全知识和安全意识,使他们具备一些基本的安全防护意识和发现解决某些常见安全问题的能力。通过专业安全培训提高操作维护者的安全操作技能,然后再配合第三方安全技术和产品,将使信息安全保障工作得到提升。
2.安全策略与制度。电力企业应该从企业发展角度对整体的信息安全工作提供方针性指导,制定一套指导性的、统一的安全策略和制度。没有标准,无法衡量信息的安全,没有法规,无从遵循信息安全的制度,没有策略,无法形成安全防护体系。安全策略和制度管理是法律管理的形式化、具体化,是法规与管理的接口和信息安全得以实现的重要保证。
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(2)操作记录
将用户操作进行自动记录和存档,同时保存文档修改之前和之后的版本,从而记录下文档的修改轨迹。
2安全技术具体应用案例
2.1信息管理系统安全分析
由于电力市场的特点决定,电力系统参与的各个主体分别代表了不同的利益团体,例如电力公司信息管理系统中的交易热暖,能够申报授权范围内的交易数据,对市场信息进行查询;结算人员可以对各类交易的执行情况和执行结果进行考核结算。因此,为了防止系统用户在信息管理系统中进行越权操作,或者操作不当给各方带来的损失,需要对电力公司的信息管理系统进行安全控制。由于电力公司所涉及的业务广泛,为此电力公司内部信息管理系统数量众多,主要包括负责对发电厂、输配电线、变电站的正常运行和生产进行监控的SCADA/EMS系统,负责电网调度运行、电网通信、继电保护进行综合管理的DMIS系统,负责电力企业决策支持的MIS系统,以及负责电力企业办公自动化的OAS系统等。根据电力行业的特点,要求在电力公司信息管理系统中必须要确保SCADA/EMS系统的安全性,其他信息管理系统安全性要求也较高。
2.2信息管理系统网络结构设计
目前,为了提高电力公司信息管理系统的安全性,电力公司采取如图1所示的,包括SPnet(电力信息网)和SPDnet(调度信息网)的专用网络和Internet公共网络相结合的网络结构。通过内网与外网的物理隔离,既满足了MIS系统、OAS系统的Internet用网需求,同时也保证SCADA/EMS不能够直接访问Internet,从而最大程度上的保证系统安全。
2.3信息管理系统安全体系结构设计
信息管理系统的安全体系结构设计。在电力公司信息管理系统安全体系结构中采用了如下的安全策略来保证信息管理系统的安全。
(1)分区安全保护策略
根据电力公司内部各信息管理系统所管理业务的重要性,对信息管理系统的安全级别进行划分,重点保护网络内的安全区Ⅰ内的SCADA/EMS实时监控系统,和安全区Ⅱ内的交易系统;
(2)横向隔离
安全区Ⅰ与安全区Ⅱ内部的时监控系统,和交易系统采用防火墙进行逻辑隔离,而安全区Ⅰ、Ⅱ与安全区Ⅲ、Ⅳ之间采用正向和反向专用的安全隔离装置进行物理隔离;
(3)专网专用
SPDnet调度网提供两个逻辑隔离的安全隔离装置与安全区Ⅰ和Ⅱ进行通信,SPnet电力信息网与SPDnet调度网实现物理隔离;
(4)纵向认证与保护
安全区Ⅰ和Ⅱ的边界都设置了具有加密和认证功能的安全网关,而Ⅲ和Ⅳ的边界部署了防火墙;
(5)整个网络只有安全级别最低的安全区Ⅳ通过防火墙直接访问Internet
从如上的分析可以看出,根据不同信息管理系统的需要,可以灵活应用物理隔离技术、逻辑隔离技术,以及辅以系统安全技术和应用安全技术,来多方位的保证系统中信息管理系统的安全。
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数据安全也分为两大方面内容:信息传输安全和信息鉴别。①安全的信息传输。对于电力普通业务系统来说,应采用网络加密设备,设置在每个具有重要传输数据的网点,从而实现网关到网关的加密和解密。运用SET或SSL协议在电力系统完善交易业务的应用层进行加密操作,并运用数值签字等方法,确保网上交易数据的机密性、完整性和不可抵赖性。②鉴别信息数据。在电力系统中,为了确保传输数据有一定的完整性,应结合传输加密技术,对VPN设备进行选用,使数据机密性、真实性、完整性和可靠性的保护得以实现。
3信息安全保障系统体系的建设
1)建立安全系统。①安全结构。在对电力信息安全体系进行建立时,结构安全时对整个系统安全运作得到保障的重要基础,所以应在网络的“确立”、“逻辑划分”、“应用”、“数据边界”等方面集中工作的重点,并在网络应用和数据相互间的数据建立上,对一个强大防御体系和相应的安全隔离体系得到建立。对安全结构进行有效建立,可有效隔绝数据、网络和应用等,最终解决类似于数据泄密等问题。在该基础上,再对防火墙及VPN等成熟的网络隔离及防御技术进行配用,有效保障整个信息安全系统的安全系数。②安全流程。安全流程是通过特殊的通道将相关机密信息进行直接传递,在中间环节省掉的基础上,使相应的安全性得到有效提升。同时,再对相应的身份识别或访问控制等技术手段进行设置,与有效的管理手段相结合,对信息流程实施有效地安全控制。③安全对象。在构建信息安全体系时,作为其中的一个极为重要的内容,安全对象的确立是开展有效信息保护的最后方法。例如,在信息传输中,应对密码传输等方式进行运用,最大程度地将信息传输的泄密现象得到降低。2)建设安全管理。与安全系统的构建而言,虽然技术的改善存在极为重要的作用,但仅仅凭借技术上的个性很难对整个系统的安全得到有效确定,所以必要的安全管理作为对安全造成影响的另一重要因素。特别是在构建安全体系时,会对“防火墙”、“入侵检测”、“漏洞扫描”等众多相关的信息技术产品进行使用,而这些产品又是从不同的商家购入,因此,导致系统配置等设备有较高且复杂的要求。在该系统环境下,若不具备系统的信息安全管理模式,则很容易导致较大的系统漏洞出现,从而严重影响到电力信息系统的使用安全。
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1.2影响信息系统安全的因素
影响信息系统安全的因素虽然很多,但综合分析主要因素有以下几个方面:1)自然因素。周围环境的温度和湿度、尘埃、地震、火灾、水灾、风暴以及社会暴力等,这些因素将直接影响信息系统实体的 安全。2)硬件及物理因素。支撑信息系统的硬件部分是由电子元器件、磁介质等物理设备组成的。系统硬件及环境包括机房设施、计算机主体、存储系统、辅助设备、数据通讯设施以及信息存储介质的 安全与否直接关系到信息系统的安全。3)电磁波因素。信息和数据通过信息系统进行传输,在工作过程中都会产生电磁波辐射,在一定范围内很容易检测并接收到,这就容易造成信息通过电磁辐射而泄 漏。另外,空间电磁波也可能对系统产生电磁干扰,影响系统正常运行。4)软件因素。软件是支持信息系统正确运行,保障数据安全的关键部分。软件的非法删改、复制与窃取或被攻击、破坏将使系统 的软件受到损坏,并可能造成泄密。5)数据因素。信息系统是以处理数据、输出有价值信息为主要目的的。数据信息在存储和传递过程中的安全性,是信息系统安全的重中之重。6)人为及管理因素。 工作人员的素质、责任心、管理制度和法律法规是否健全,都直接对信息系统的安全造成威胁。
2信息系统的安全防护重点
为了保证信息系统的安全,根据信息系统的组成和运行特点,应重点做好计算机硬件、信息系统软件、信息系统数据、信息系统运行的安全防护及计算机病毒预防等重点工作。
2.1计算机硬件的安全与防护
计算机硬件的安全与防护,是为了保障信息系统安全可靠地运行,保护系统硬件和附属设备及记录信息载体不致受到人为或自然因素的危害而对信息系统进行的最基本的安全维护。要求企业必须建立与 信息系统的组成和运行特点相适应的机房设施、计算机主体、存储系统、辅助设备、数据通讯设施以及安全的信息存储介质。计算机除易受外界电磁干扰外,自身也产生携带大量信息的电磁辐射,所以 计算机在处理信息的过程中,也会导致信息的泄露问题。抑制和防止电磁泄漏是物理安全策略的一个主要问题。结合企业的实际情况,主要应采取的防护措施有以下两类:第一类措施是对传导发射的防 护,主要采取对电源线和信号线加装性能良好的滤波器,减小传输阻抗和导线间的交叉耦合。第二类措施是对辐射的防护,这类防护措施又可分为以下两种:一是采用各种电磁屏蔽措施,如对设备的金 属屏蔽和各种接插件的屏蔽,同时对机房的各类管道和金属门窗进行屏蔽和隔离;二是干扰的防护措施,即在计算机系统工作的同时,利用干扰装置产生一种与计算机系统辐射相关的伪噪声向空间辐射 来掩盖计算机系统的工作[1]。
2.2信息系统软件的安全与防护
软件是保证信息系统正常运行、促进信息技术普及应用的主要因素。保证信息系统软件的安全要做到以下几点:第一要使用正版软件,并对安装软件进行严格的安全检查。软件的安全管理首先是要对软 件,尤其是自行开发的软件进行全面测试检查。第二要对软件在运行过程中发现的错误进行及时修改、维护,不断扩充、完善和丰富软件的各项功能。第三要严格软件的操作运行规程。对操作用户赋予 一定的权限,没有相应权限的用户不能使用权限以外的系统资源。第四要建立严格的软件管理制度,妥善管理软件资源。对信息系统中的所有软件资源要造册登记,归类妥善保管。第五要做好系统备份 。系统备份用于故障的后备支援,是软件使用过程中安全与防护的重要措施。
2.3信息系统数据的安全与防护
由于数据是信息系统的中心,对于数据的安全管理就成为整个信息系统安全管理的核心。1)数据加密处理。加密是保障数据秘密性和真实性的重要方法,是数据安全保护的有效手段,也是抵抗计算机病 毒感染破坏、保护数据库完整性的重要措施。数据加密策略是从数据本源进行安全防护,根据加密技术的不同可以产生不同模式、等级的数据安全防护效果。2)网络加密。网络加密是目前能为任何形式 的Internet通信提供安全保障的协议。网络加密允许提供逐个数据流或者逐个连接的安全,所以能实现非常细致的安全控制。对于用户来说,可以对不同的连接定义不同保护强度(级别)的网络加密通道 。3)数据安全管理。具体的数据安全管理工作主要包括:防止数据信息的泄露;防止计算机病毒的感染和破坏;防止硬件出现故障,具备双机热备甚至多机热备功能,防止数据的人为破坏;防止电磁辐 射、意外事件等带来的威胁。4)数据备份。及时做好数据特别是重要数据的备份并做好备份后的定期检查和更新复制等工作,以保证备份数据的完整性、适用性和实效性。要根据实际需要,确定数据备 份的频率、以及备份介质上数据的保存时间。日常备份操作可以在晚间系统负载较轻时定时、自动、快速进行,对系统日间使用不会造成任何影响。
2.4信息系统运行的安全与防护
信息系统的运行安全管理是通过对系统运行状况的监控,及时发现不安全的运行因素,从而采取有效的安全技术措施,来保证信息系统的安全。首先,信息系统的安全运行,应以严密的系统组织控制为 前提。系统组织控制是为实现信息系统目标而进行的组织结构设计、权限安排和流程规范设计。因此,组织结构设计应结合企业流程特点、信息化程度、人员素质、风险类型与大小进行全盘考虑;围绕 系统最终目标,划分职能界限与任务权限,形成适应流程管理与控制的企业信息系统组织结构,并与员工信息的使用权限、决策权限相匹配。其次,要严格操作控制。严格操作控制是通过计算机操作规 程来保证信息系统对信息处理的正确程度,从而减少差错。主要应做好:1、对信息系统的使用进行理论和实作培训,以便及时正确掌握基础信息和含义,并能熟练运用;2、结合实际岗位工作特点,制 定不同的正确的操作规程并严格执行;3、随着信息系统的不断更新、升级,要不断的修订操作规程并及时进行培训指导。第三是不在系统内随便安装无关软件。安装与系统无关的软件,会占用大量的硬 盘空间,从而影响系统的执行效率。第四是定期检查硬盘。在系统运行过程中,必须定期检查系统的安全使用情况。因为通过检查可以确定硬盘运行是否正常,是否有故障出现以及硬盘上的文件读写是 否正常;通过定期检查整理,能够及时清理系统运行中的垃圾文件,提高系统运行效率。
2.5计算机病毒与防护
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随着我国各项事业改革的深入发展,市场经济逐步发展成熟,医疗保障制度也在不断完善。自1998年以来已经建立了城镇职工基本医疗保险制度、新型农村合作医疗制度以及城镇居民基本医疗保险制度。医疗保险信息系统是医疗保险政策的体现,随着医疗保险制度的不断完善以及医保业务需求的不断变化,医疗保险信息系统也需要不断地得到完善,与医疗保险中心相连的定点医疗机构需要按照医疗保险中心信息系统的变化不断完善医院管理信息系统。如何在与医疗保险中心相连的情况下,也就是外部网络相连的情况下,建立有效的医院信息系统安全架构,保障信息系统安全、平稳、高效,成为医院信息化建设的重要内容。本文结合我院实际的网络体系结构,介绍医院信息管理系统(HIS)与城镇职工医疗保险系统(简称职工医保)、城镇居民基本医疗保险系统(简称居民医保)的实时联网的实现方法以及网络安全架构。
1信息系统的安全架构
1.1信息系统的安全问题
医院信息系统是利用计算机及其网络通讯设备和技术,对医院内外的相关信息进行自动收集、处理、存储、传输和利用,为临床和管理服务的应用信息系统。随着信息技术和网络技术的飞速发展,医院信息系统在医院得到了广泛应用。一个功能齐全的医院信息系统,不仅包括挂号系统、门诊管理系统、药房管理系统、药库管理系统、住院管理系统、病案管理系统、物质管理系统、人事管理系统等,甚至集成了医学影像归档与传输系统(PACS)、检验信息系统(LIS)、放射信息系统(RIS)等,几乎涵盖了医院工作的方方面面[1-2]。医院信息系统(HIS)一旦投入运行,其数据安全和网络安全问题就成为系统能否持续正常运行的关键。作为一个联机事务系统,要求能每天24h不间断运行,像门诊收费、挂号这样的系统,不能有30s的中断,也绝对不允许数据丢失,稍有不慎就会造成灾难性后果和巨大损失。而造成数据不安全和网络不安全问题的原因是多方面的,包括因特网黑客侵入、内部局域网非法用户侵入、系统或人为故障等。来自因特网的病毒和黑客侵入是很难防范的,因此我院将内部信息系统和外部因特网在物理上隔离起来,内部局域网不能和外界直接进行物理相连。为了与医疗保险管理系统相连,这种局部封闭的环境被彻底打破,HIS必须和外面网络相连,HIS的安全问题变得更加敏感、严峻,因此,医保联网要做好防护安全措施。对于联网安全问题,我院增加了一台前置服务器,安装网络防毒软件,以防止非法用户威胁或破坏整个信息系统安全。
1.2与医保中心相连的架构设计
医疗保险的实施,是一项复杂的社会系统工程,涉及到参保单位、医疗保险管理部门以及定点医院等机构,需要医保信息系统和医院信息系统衔接,要求医院使用的医疗保险的管理软件应与医保中心的信息系统相匹配,并留有与之相连接的接口以及网络连接,以满足医保中心的要求,实现实时传送数据。
徐州市城镇职工医疗保险信息系统自2001年开始运行,现已运行了7年,全市与医保中心直接联网的定点医疗机构在不断增加,系统的应用规模也在不断扩大,而且经过几年的完善,系统已逐渐趋于平稳,但是医疗保险信息系统中的职工医保系统也存在以下不足:首先,医疗保险系统的费用结算种类多种多样,参保人员医疗费用结算功能模块放在定点医疗机构来处理,这就使定点医疗机构的程序变得异常复杂;其次,当由于政策的改变或其他原因所引起的计算方法发生变化时,定点医疗机构的计算调整及时性和准确性都无法保证,如果定点医疗机构与医疗保险中心不能同步,就会造成系统数据的不一致,从而导致系统之间不能协同一致地工作。而城镇居民医疗保险信息系统从2008年4月开始试运行,医院信息系统与居民医保信息系统联网的定点医疗机构只有几家大型医疗机构。医保中心提供的居民医保接口解决了职工医保的不足,但是也提供了与职工医保完全不同的联网方法与体系结构。下面具体介绍我院信息系统与医保中心的职工医保与居民医保实时联网的实现方法及网络体系机构。
1.2.1与职工医保相连医疗保险信息系统中的职工医保子系统是通过前置机与定点医院的前置机相连。定点医院信息系统只要将参保人员的医疗费用数据发送到医院的前置机上,由前置机通过网络将信息发送到医保中心的前置机上进行信息处理,定点医院通过前置机从医疗保险中心的前置机上下载参保人员的基本信息。这个过程是双向的,信息处理完毕后,医保中心的主机即刻给予回应,将个人帐户、现金、统筹基金等各项应支付的金额数发回医院端,作为医院端的收费标准。为了实现与医保中心的实时联网,我院的信息系统通过医保前置机,通过综合业务数字网(ISDN)专线直接与医保中心的前置机相连。我院医保前置机配有两块网卡,一块与路由器相连,一块与内部局域网相连。医保前置机软件由医保信息中心统一维护,运行着数据传送模块。网络体系结构如图1所示:
1.2.2与居民医保相连医保中心提供的居民医保子系统采用了动态链接库的方案。动态链接库由医保中心统一开发维护,定期更新到联网的定点医院使用。医保接口动态链接库向医院的HIS系统提供若干供调用的函数集,帮助医院的HIS系统完成医保待遇的计算和数据的存储与传输,医院系统改造过程中,在不用理解医保政策的情况下,按照一定的规则,即可快速、安全的完成HIS与医保系统的接口改造工作。动态链接库中的函数全部采用被动调用的方式操作数据,即将动态链接库嵌入到原来的HIS系统中,由HIS系统调用动态链接库中的函数,来完成某个指定的动作。这种方案解决了职工医保联网方法的不足,即定点医院不用理解居民医保政策的结算方法,直接调用医保中心提供的函数,定点医院的程序处理也相对简单容易,即使计算方法发生变化,定点医院也不用修改程序,医保中心修改相应的动态链接库就可以使定点医院与医保中心保持同步。由于没有前置机与医保中心实时联网,定点医院信息系统的终端要调用医保中心的动态链接库,就要求终端能够与医保中心联网。由于定点医院要调用医保中心动态链接库的终端比较多,如收费系统、挂号系统、住院管理系统以及药品项目对照、收费项目对照等共有十几台终端。考虑到每台机器都使用双网卡,一块与路由器相连,一块与内部局域网相连不太现实,最后我们用一台单机安装两块网卡,一块与路由器相连,一块与内部局域网相连。网络体系结构如图2所示:
图2居民医保联网体系结构图
2总结
HIS系统与医保联网建设实际上是医院信息管理系统建设的一部分,是有效的补充和完善,必须采用符合医院自身特点的方案和方法进行建设。
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要确保视频会议系统的安全,需要保护哪些信息呢?首先,要能保证会议的隐私性,会议除了合法的与会者外,其他人是应该无法看到和了解的。第二,要保证会议的真实性,保证会议的内容不被篡改。第三,要确保非法的用户不能加入到会议里面。第四,与会者或者会议中间发生的行为,是一个确认的行为,是不能否认的。
下面主要从应用层安全机制、网络层安全机制和用户实际应用的安全措施三个角度来诠释如何为企业用户的视频会议系统提供安全保证机制。
应用层安全问题解决方案
基于IP网络的视频会议系统采用H.323标准。总的来讲,H.323的安全性是一个复杂的问题,它不仅包括对音频、视频或数据流本身的保护,还必须包括对Q.931(用于呼叫建立)、H.245(用于呼叫管理)及网闸RAS(Registration/Admission/Status)的保护,以防止呼叫控制协议受到破坏。
这里,安全保证主要采用与安全机制相关的H.235协议中规定的机制来实现,主要有:身份认证、数据完整性、数据加密和用户费用证实机制(non-repudiation)。
身份认证用于确定终端用户的身份,是H.323视频会议系统安全体制中最为重要的环节,如果没有它,任何一个用户都可以冒充合法用户进入网络。只有在被确认身份之后,才能够提供进一步的安全保证。
数据完整性用于证实一个数据包有效数据的完整性,从而保证在两个端点之间进行呼叫过程中的有效数据不被修改或损坏。数据完整性利用加密机制来保证数据包的完整,在这种方法中,只需要将校验数据加密,而有效数据不必加密,从而减少了每个数据包对加密处理的要求。
确保了数据的完整性之后,在用户允许的情况下,还可以采用数据加解密技术来避免数据的被窃听。数据的加密级别最终取决于企业用户的要求和国家法律的限制。
用户费用证实机制用于防止某些用户否认他们曾参与某一个呼叫。但是,就一般情况来说,该机制更多的应用于电信运营商,因为他们需要一种途径来准确估算服务所需的费用,并证实这些费用的确用于用户的呼叫。对企业用户而言,可以不必实施用户费用证实机制。
网络层安全机制
目前,企业用户组建的视频会议系统多是基于IP网络的,针对这种情况,还可以充分利用网络层现有的IPSec协议,提出网络层的安全解决机制。
正如大家所知,IP层安全性协议IPSec提供了面向连接的TCP和面向非连接的用户数据协议两种安全,而且使整个网络线路上的路由器可以分担加解密所带来的负荷,从而减轻终端的负荷。利用IPSec协议的这种特点,可在视频会议终端设备中增加用于支持IPSec协议的iSec智能安全模块,这样企业用户就可以防止各种人为的或网络病毒带来的各种恶意攻击和篡改,保持传输过程的数据完整性。
此外,如果不增加iSec智能安全模块,产品的开放性也可为用户轻松提供IP层安全防护措施。例如,在产品中安装英特尔的PRO/100S网卡,该网卡能直接提供IPSec(互联网协议安全)加密能力,从而实现:用户的身份验证,防止未经授权的数据访问;防止恶意的攻击和篡改,保持传输过程的数据完整性;数据包加密,确保数据的机密性。可以说,直接利用网卡实现IP层安全的措施,是一种独特的开放平台终端设备安全措施。
用户实际应用安全措施
除了上述两种安全机制以外,还可针对企业用户的不同应用需求和网络现状,为企业用户的视频会议系统提供如下几种安全防护措施或安全问题解决方案。
首先,基于开放平台的设计,使视频会议系统能充分利用Windows操作系统等外部机制来加密数据包。用户可以在Windows操作系统中直接设置、选择TLS/SSL,提供TCP面向连接的安全,在应用程序之下,实现对用户透明的加密。这种安全防护能充分利用企业用户已有的操作系统资源,给用户带来极大的方便。
其次,视频会议终端设备中内置“NATTraversal”模块,使H.323(IP)呼叫顺利穿越防火墙。对于已经具有企业防火墙的用户来说,就可以直接利用已有的安全系统,不必重复投资,从而充分保护企业用户的投资。
第三,考虑到防火墙是一种有效的网络安全机制,它能在企业内部网与外部网之间实施安全防范,其不但可以实现基于网络访问的安全控制,还可对网络上流动的信息内容本身进行安全处理,对通过网络的数据进行分析、处理、限制,从而有效的保护网络内部的数据。针对还没有采用防火墙的用户,可以为其推荐一种被叫做ALGFirewall防火墙的应用层网关。目前主要的防火墙厂商,如Cisco,Checkpoint,Gauntlet都对他们的防火墙产品提供H.323ALG升级功能。企业用户可以通过安装ALGFirewall,实现视频会议系统访问的安全控制。
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1.2软件安全软件安全是信息系统功能正常发挥的必要条件。操作系统是计算机的支撑软件之一,应该保证程序或者其它系统在计算中的正常运行。操作系统主要管理硬件资源和软件资源这两个方面。一旦操作系统开发设计时存在缺陷,自身不安全,也会给整个网络带来安全隐患。操作系统管理系统内存CPU和外部设备,各个管理对象和模块或者程序密切相关,任何一个模块或者程序出现问题都会给计算机系统带来损失。
1.3网络传输安全困扰计算机系统安全的相关因素及防范对策目前,主要有局域网和广域网这两种网络形式,且计算机网络构成形式多样,因此,网络覆盖跨度存在差异,这种覆盖跨度差异在传送方面遗留了安全链接隐患。
1.4信息安全信息系统的保护内容包括:保护信息有效性、完整性和保密性,避免删除、修改、泄露和盗窃信息。计算机信息涉及国计民生、科学技术、经济财政和军事外交等重要领域,如果没有科学、系统的保障系统,将会危及国家、社会的发展。
二、计算机系统问题组成
2.1无法保证系统硬件的安全来自系统硬件的电磁干扰。例如:电源变化、漏电、静电等会对系统安全中造成一定的威胁,另外,设备老化等各种不安全因素也可能危及计算机硬件系统,使其处于不安全状态。这类威胁影响计算机本身和周围环境,进而阻碍计算机的正常运行。
2.2计算机系统的软件数据易被主观破坏和利用不合理管理人员的不合理利用可能引起计算机系统的运行故障,主观随意修改、删除、复制和调整计算机数据,导致软件系统在运行过程中可能存在设计、程序编制和使用的错误。目前,网络黑客攻击是计算机系统最大的威胁,容易引起系统瘫痪。
2.3计算机自身硬件故障计算机系统的核心内容是数据处理,计算机系统是一个复杂的人机系统,具有一定的脆弱性,各个设备的故障都会直接影响数据的安全性,一旦发生计算机硬件故障将会造成严重的损失。
2.4计算机系统较为复杂,不确定因素较多计算机研发系统初期,系统不够成熟,存在一定的缺陷,开发人员的疏忽可能会引发各种漏洞,计算机系统管理员对系统的操作不合理会极大降低系统的安全性,系统操作人员没有严格遵循相关规定进行操作,会使提前制定的保护措施失去预期效果。
2.5计算机病毒的威胁随着互联网的不断发展,计算机病毒的传播速度逐渐增加。计算机病毒会对系统软件或者数据造成损坏,有些还会损坏计算机硬件,进而威胁计算机系统安全。
三、计算机系统安全的重要性
3.1计算机中涉及国家政治、经济和军事等内容计算机存储的安全性直接影响相应的保密性,尤其应该加强对一些重大信息的保密,但是由于计算机系统自身脆弱性,导致计算机容易被破坏或者不正当利用。
3.2随着社会的不断发展和信息技术的不断进步计算机系统的功能越来越强大,规模也越来越大,同时,人们对于计算机系统的需求不断增加,这是社会和科技进步的必然需求,计算机也被广泛的应用到社会生活的各个方面。
3.3计算机系统安全问题涵盖面比较广,涉及到很多学科知识它是一个相当复杂的综合问题,同时,计算机技术、方法和防护、控制措施应该随着计算机系统应用环境的变化而变化,及时更新、改进。另外,随着计算机学科的不断发展,与之相对应的计算机系统安全也会不断升级更新。
四、困扰计算机系统安全的相关因素
计算机安全是保证计算机系统资源和信息资源不因自然和人为因素的影响而损坏,保证信息安全可靠,保证计算机系统的安全、高效运行。
4.1自然因素
很难预料和预防的火灾、水灾、雷击、地震等的作用引起计算机设备的损坏,计算机运行环境无法满足安全运行环境标准,例如线路设置不合理、供电系统不稳定、连接不严等引起计算机设备故障、数据信息损坏或者被破坏。
4.2人为因素
人既是计算机系统的设计、使用和维护者,又是损坏和破坏者。计算机系统是一个复杂的人机系统,人与计算机关系微妙且密切。
4.2.1在具体的应用过程中,操作人员不严格按照规范操作,无意中泄露了口令或者密码,导致犯罪分子或者敌对势力非法进入计算机系统,对系统安全构成威胁。
4.2.2窃取、破坏计算机设备,窃取相应的计算机系统信息;管理人员和操作人员没有定期维护、保养设备,导致计算机系统因长期运行出现故障、信息丢失或者损坏。
4.2.3计算机网络黑客利用各种手段,例如:监听密保钥匙的分配过程、网络侦听获得网络用户密码或者口令,非法攻击密保钥匙管理服务器,通过隐蔽渠道进行非法活动,突破防火墙,利用系统漏洞非法登录网络系统,修改、破坏重要数据信息,造成严重的损失。
4.2.4计算机系统中没有制定或者设计病毒防范程序,导致计算机病毒入侵,破坏数据文件,有些严重导致计算机系统和网络系统瘫痪。
4.3安全管理制度因素
安全管理制度能够有效保证计算机系统的安全,但现阶段的安全管理制度规范不完善、内控能力不足和落实不到位。
4.3.1计算机安全管理规范不完善
随着社会的不断发展,计算机安全管理规范已经不能完全适用,需要不断的完善、改进。特别是计算机技术的迅猛发展,新问题的涌现,而相应的安全管理规范滞后于科学技术的发展,这为不法分子提供了机会。
4.3.2落实不到位
人们对计算机技术的认识深度不够,给相应的管理、检查、监督工作带来较大的困难。另外,计算机系统运行管理制度科学性不足,不够严格,例如:对计算机技术人员资格审查不严、缺少相应的思想教育;过于注重使用,忽略管理,缺少相应的监控;没有指派专人保管计算机设备;没有详细的计算机维护记录。
五、计算机系统的安全防护措施
5.1完善计算机安全管理制度
制度是计算机系统安全运的前提条件,制定标准化的管理流程,杜绝凭借个人才能和影响力来管理;综合考虑各方面影响因素,制定长远的、系统的信息化建设计划,计算机是一个复杂、综合的电子系统,各个部门之间的团结协作影响着计算机系统的安全,能够科学的规划计算机系统的采购、管理、维护等,以较少的努力换取较高的经济收益;树立计算机系统安全意识,加强网络安全教育。
5.2加大网络安全建设
对网络整体进行系统建设,从最低层到最高层,从硬件到软件。
5.2.1采取加密和加权措施
加密是指采用数字方法重新组合数据,使得除合法介绍介绍者外,任何人都很难恢复原始数据,常用的数字加密技术有:对成性、不对称性和不可逆加密技术。加权措施是指对计算机进行权利管理和存储控制,依照规范的认证,赋予用户相应的操作权限,保证用户行使有效范围内的权利,不得越权操作。
5.2.2不断更新系统
Windows系统是目前较为常用的计算机操作系统,由于Windows系统规模较大,不可避免的会存在一些容易忽视的漏洞。如果不法分子发现这些漏洞,就会研制针对该漏洞的病毒或者攻击手段。因此,需要在客户机上安装最新的补丁程序,禁止已知系统漏洞,且实践效果较好。
5.2.3建立防火墙
建立网络防火墙,抑制外部用户利用非法手段由外部网络进入内部网路,访问内部资源,是一种保护内部资源操作环境的网络互联网设备。防火墙无法防范通过自身以外的途径的攻击,也不能完全阻止已经感染病毒的软件或者文件的传输。
5.2.4充分利用防病毒技术
有效的防病毒技术能够增加计算机系统的安全性,例如多层防病毒技术较为常见,防病毒不是某个人的责任,是所有用户的共同责任。
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在危及信息系统安全的诸多因素中,计算机病毒一直排在首要的防范对象之列,日益增加的无孔不入的计算机网络病毒,就对网络计算机安全运行构成了最为常见、最为广泛的每日每时、无处不在的头号威胁。计算机病毒发作轻则在硬盘删除文件、破坏盘上数据、造成系统瘫痪、造成无法估量的直接和间接损失。严重的情况下会影响教学管理,校内信息等难以弥补的延续后果。
2.人为的无意失误。
如操作员安全配置不当,造成的安全漏洞。用户安全意识不强,用户口令选择不慎,用户随意将自己的帐号转借他人或与别人共享等都会对信息系统安全带来威胁。
3.人为的恶意攻击。
这是计算机网络所面临的最大威胁。黑客的攻击和计算机犯罪就属于这一类。这类攻击有两种情况:一种是主动攻击。它以各种方式有选择地破坏重要数据信息的完整;另一种是被动攻击。它是在不影响网络正常工作的情况下,进行截获、窃取、破译以获得重要机密信息。这两种情况的攻击都会对计算机信息系统造成极大的危害,并导致机密数据的泄露。
4.操作系统及网络软件的漏洞和"后门"。
当前计算机的操作系统和网络软件不可能是百分之百的无缺陷和无漏洞,然而这些漏洞的缺陷恰恰是黑客进行攻击的首选目标,另外,软件的"后门"都是软件公司设计编程人员为了自己方便而设置的,一般不为外人所知,但一旦"后门"洞开,其后果将不堪设想。
二、安全措施
针对学校里使用的各类信息管理系统,要构建完善的校园系统安全体系,网络安全建设主要包括以下几方面内容:应用防病毒技术,建立全面的网络防病毒体系;应用防火墙技术,控制访问权限、实现网络安全集中管理,必要时采用内网与外部网络的物理隔离,根本上杜绝来自internet的黑客入侵;应用入侵检测技术保护主机资源,防止内部输入端口入侵;应用安全漏洞扫描技术主动探测网络安全漏洞,进行定期网络安全评估与安全加固;应用网络安全紧急响应体系,做好日常数据备份、防范紧急突发事件。
1.建立网络防病毒体系。
在校园网络中要做好对计算机病毒的防范工作,首先要在校园系统内部制定严格的安全管理机制,提高网络管理人员和系统管理员的防范意识,使用正版的计算机防毒软件,并经常对计算机杀毒软件进行升级。
2.建立防火墙体系。
防火墙是一个用以阻止网络中的黑客访问某个机构网络的屏障,也可称之为控制进/出两个方向通信的门槛。在网络边界上通过建立起来的相应网络通信监控系统来隔离内部和外部网络,以阻挡来自外部网络的侵入,使内部网络的安全有了很大的提高。
3.建立入侵检测系统。
入侵检测系统是近年出现的新型网络安全技术,目的是提供实时的入侵检测及采取相应的防护手段,记录证据用于跟踪和恢复、断开网络连接等。实时入侵检测能力之所以重要是因为它能够对付来自内外网络的攻击。其次是因为它能够缩短黑客入侵的时间。在需要保护的主机网段上安装入侵检测系统,可以实时监视各种对主机的访问请求,并及时将信息反馈给控制台,这样全网任何一台主机受到攻击时系统都可以及时发现。网络系统安装网络入侵检测系统后,可以有效的解决来自网络安全多个层面上的非法攻击问题。它的使用既可以避免来自外部网络的恶意攻击,同时也可以加强内部网络的安全管理,保证主机资源不受来自内部网络的安全威胁,防范住了防火墙后面的安全漏洞。
4.建立安全扫描系统。
安全扫描技术是又一类重要的网络安全技术。安全扫描技术与防火墙、入侵检测系统互相配合,能够有效提高网络的安全性。通过对网络的扫描,网络管理员可以了解网络的安全配置和运行的应用服务,及时发现安全漏洞,客观评估网络风险等级。网络管理员可以根据扫描的结果更正网络安全漏洞和系统中的错误配置,在黑客攻击前进行防范。如果说防火墙和网络监控系统是被动的防御手段,那么安全扫描就是一种主动的防范措施,可以有效避免黑客攻击行为,做到防患于未然。
5.建立计算机灾难恢复系统。
灾难恢复系统是为了保障计算机系统和业务在发生灾难的情况下能够迅速地得以恢复而建立的一套完整的系统。它包括备份中心、计算机备份运行系统、可根据需要重置路由的数据通讯线路、电源以及数据备份等。此外灾难恢复系统还应当包括对该系统的测试和对人员的培训,这将有助于参与灾难恢复系统的系统管理员能够更好地对灾难的发生做出合理的响应。
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当前主要的计算机系统安全防护技术包括特征指令查杀技术、启发式扫描技术以及主动防御技术三类,由于当前主流的计算机管理系统安全防护软件在检测方法方面都建立在特征指令识别的基础之上,所以可以说以上三种方法是对特征指令识别的发展与改进。
(一)特征指令查杀技术
在计算机管理系统安全防控中,特征指令技术指的是以对恶意软件做出判断为目的,对软件中典型的指令代码做出提取,所提出的特征指令一般较小。这种技术需要建立恶意软件数据库的基础之上,因此,特征指令查杀技术的形成也经历了较长时间并做出不断的完善,在此过程中,需要对大量恶意软件进行收集并对其行为特征做出分析,从而对软件中存在的恶意行为进行确定。在此基础上,需要对形成恶意行为的代码做出分析,并总结出典型的指令片段来形成特征质量。在误报率的降低以及准确度的提高方面,特征指令查杀技术也经历了一个不断完善的过程,并具有单一特征指令查杀、符合特征指令查杀以及隐藏特征指令查杀三类。在特征指令查杀技术中,对标示符的分析可以判定软件是否为恶意软件,而检测特征指令则同时也是检测恶意软件。虽然这种技术具有较低的误报率与较高的准确性,但是在特征码的收集与分析方面却需要进行较高的投入,并且如果恶意软件没有得到收集,也就不会被检测出来并被查杀。近年来,云引擎检测技术得到了很快的发展与广泛的应用,这种检测技术同样基于特征指令查杀技术,在这种技术中,对恶意软件做出的检测可以形成报告并栓创于服务器,服务器则将进一步的分析结果传达给本地。这种技术的优势在于本地段具有着更加轻松的任务,因此不会给用户的计算机造成太大的工作压力,同时这种技术也具有着较高的精确性。
(二)启发式扫描技术
相对于只能够对已经收集到的特征指令做出准确判断的特征指令查杀技术而言,启发式扫描技术显然更加先进,因为这种计算机管理系统安全防控技术可以发现新型的具有威胁性的软件。在启发式扫描技术中,首先会对软件的某些行为做出规定,并对这些行为设置具有差异性的权重,在此基础上,计算机管理系统检测工作可以构建检测指标体系,并能够依照检测指标来对程序或者软件做出检测,当程序的权重之和大于所设定的值域时,就可以将其判定为恶意程序。在使用启发式扫描技术对程序做出检测的过程中,可能会在发现某一个恶意行为时就进行报警,也可能在发现多个恶意行为时才会产生报警。而为了让检测工作具有更加合理的判断逻辑和更高的可信性,需要在进行程序检测的过程中使用不同规则来计算权值,其中可以当做权重指标的内容包括以下几点:PE区段特殊属性、出现异常跳转的可执行代码、捆绑式PE文件以及自定义区段名等。虽然这种技术建立在特征指令检测的基础之上,但是这种技术在工作过程中并不需要对特殊指令数据库的更新和升级产生依赖,因此,这种可以对未知恶意软件进行检测的方法具有更加智能的特征。
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2003年对中国来说是个多事之秋,先是SARS肆虐后接高温威胁。但对电子商务来说,却未必不是好事:更多的企业、个人及其他各种组织,甚至包括政府都在积极地推动电子商务的发展,越来越多的人投入到电子商务中去。电子商务是指发生在开放网络上的商务活动,现在主要是指在Internet上完成的电子商务。
Intenet所具有的开放性是电子商务方便快捷、广泛传播的基础,而开放性本身又会使网上交易面临种种危险。一个真正的电子商务系统并非单纯意味着一个商家和用户之间开展交易的界面,而应该是利用Web技术使Web站点与公司的后端数据库系统相连接,向客户提供有关产品的库存、发货情况以及账款状况的实时信息,从而实现在电子时空中完成现实生活中的交易活动。这种新的完整的电子商务系统可以将内部网与Internet连接,使小到本企业的商业机密、商务活动的正常运转,大至国家的政治、经济机密都将面临网上黑客与病毒的严峻考验。因此,安全性始终是电子商务的核心和关键问题。
电子商务的安全问题,总的来说分为二部分:一是网络安全,二是商务安全。计算机网络安全的内容包括:计算机网络设备安全,计算机网络系统安全,数据库安全,工作人员和环境等。其特征是针对计算机网络本身可能存在的安全问题,实施网络安全增强方案,以保证计算机网络自身的安全性为目标。商务安全则紧紧围绕传统商务在Internet上应用时产生的各种安全问题,在计算机网络安全的基础上,如何保障电子商务过程的顺利进行。即实现电子商务的保密性,完整性,可鉴别性,不可伪造性和不可依赖性。
一、网络安全问题
一般来说,计算机网络安全问题是计算机系统本身存在的漏洞和其他人为因素构成了计算机网络的潜在威胁。一方面,计算机系统硬件和通信设施极易遭受自然环境的影响(如温度、湿度、电磁场等)以及自然灾害和人为(包括故意破坏和非故意破坏)的物理破坏;另一方面计算机内的软件资源和数据易受到非法的窃取、复制、篡改和毁坏等攻击;同时计算机系统的硬件、软件的自然损耗等同样会影响系统的正常工作,造成计算机网络系统内信息的损坏、丢失和安全事故。
二、计算机网络安全体系
一个全方位的计算机网络安全体系结构包含网络的物理安全、访问控制安全、系统安全、用户安全、信息加密、安全传输和管理安全等。充分利用各种先进的主机安全技术、身份认证技术、访问控制技术、密码技术、防火墙技术、安全审计技术、安全管理技术、系统漏洞检测技术、黑客跟踪技术,在攻击者和受保护的资源间建立多道严密的安全防线,极大地增加了恶意攻击的难度,并增加了审核信息的数量,利用这些审核信息可以跟踪入侵者。
在实施网络安全防范措施时,首先要加强主机本身的安全,做好安全配置,及时安装安全补丁程序,减少漏洞;其次要用各种系统漏洞检测软件定期对网络系统进行扫描分析,找出可能存在的安全隐患,并及时加以修补;从路由器到用户各级建立完善的访问控制措施,安装防火墙,加强授权管理和认证;利用RAID5等数据存储技术加强数据备份和恢复措施。
对敏感的设备和数据要建立必要的物理或逻辑隔离措施;对在公共网络上传输的敏感信息要进行强度的数据加密;安装防病毒软件,加强内部网的整体防病毒措施;建立详细的安全审计日志,以便检测并跟踪入侵攻击等。
网络安全技术是伴随着网络的诞生而出现的,但直到80年代末才引起关注,90年代在国外获得了飞速的发展。近几年频繁出现的安全事故引起了各国计算机安全界的高度重视,计算机网络安全技术也因此出现了日新月异的变化。安全核心系统、VPN安全隧道、身份认证、网络底层数据加密和网络入侵主动监测等越来越高深复杂的安全技术极大地从不同层次加强了计算机网络的整体安全性。安全核心系统在实现一个完整或较完整的安全体系的同时也能与传统网络协议保持一致。它以密码核心系统为基础,支持不同类型的安全硬件产品,屏蔽安全硬件以变化对上层应用的影响,实现多种网络安全协议,并在此之上提供各种安全的计算机网络应用。
互联网已经日渐融入到人类社会的各个方面中,网络防护与网络攻击之间的斗争也将更加激烈。这就对网络安全技术提出了更高的要求。未来的网络安全技术将会涉及到计算机网络的各个层次中,但围绕电子商务安全的防护技术将在未来的几年中成为重点,如身份认证,授权检查,数据安全,通信安全等将对电子商务安全产生决定性影响。
三、商务安全要求
作为一个成功的电子商务系统,首先要消除客户对交易过程中安全问题的担心才能够吸引用户通过WEB购买产品和服务。使用者担心在网络上传输的信用卡及个人资料被截取,或者是不幸遇到“黑店”,信用卡资料被不正当运用;而特约商店也担心收到的是被盗用的信用卡号码,或是交易不认账,还有可能因网络不稳定或是应用软件设计不良导致被黑客侵入所引发的损失。由于在消费者、特约商店甚至与金融单位之间,权责关系还未彻底理清,以及每一家电子商场或商店的支付系统所使用的安全控管都不尽相同,于是造成使用者有无所适从的感觉,因担忧而犹豫不前。因些,电子商务顺利开展的核心和关键问题是保证交易的安全性,这是网上交易的基础,也是电子商务技术的难点。
用户对于安全的需求主要包括以下几下方面:
1.信息的保密性。交易中的商务信息均有保密的要求。如信用卡的账号和用户被人知悉,就可能被盗用;定货和付款信息被竞争对手获悉,就可能丧失商机。因此在电子商务中的信息一般都有加密的要求。
2.交易者身份的确定性。网上交易的双方很可能素昧平生,相隔千里。因此,要使交易能够成功,首先要想办法确认对方的身份。对商家而言,要考虑客户端是否是骗子,而客户也会担心网上的商店是否是黑店。因此,能方便而可靠地确认对方身份是交易的前提。
3.交易的不可否认性。交易一旦达成,是不能被否认的,否则必然会损害一方的利益。因此电子交易过程中通信的各个环节都必须是不可否认的。主要包括:源点不可否认:信息发送者事后无法否认其发送了信息。接收不可否认:信息接收方无法否认其收到了信息。回执不可否认:发送责任回执的各个环节均无法推脱其应负的责任。
4.交易内容的完整性。交易的文件是不可以被修改的,否则必然会损害交易的严肃性和公平性。
5.访问控制。不同访问用户在一个交易系统中的身份和职能是不同的,任何合法用户只能访问系统中授权和指定的资源,非法用户将拒绝访问系统资源。
四、电子商务安全交易标准
近年来,针对电子交易安全的要求,IT业界与金融行业一起,推出不少有效的安全交易标准和技术。主要的协议标准有:
1.安全超文本传输协议(S—HTTP):依靠对密钥的加密,保障Web站点间的交易信息传输的安全性。
2.安全套接层协议(SSL):由Netscape公司提出的安全交易协议,提供加密、认证服务和报文的完整性。SSL被用于NetscapeCommunicator和MicrosoftIE浏览器,以完成需要的安全交易操作。
3.安全交易技术协议(STT,SecureTransactionTechnology):由Microsoft公司提出,STT将认证和解密在浏览器中分离开,用以提高安全控制能力。Microsoft在InternetExplorer中采用这一技术。
4.安全电子交易协议(SET,SecureElectronicTransaction):1996年6月,由IBM、MasterCardInternational、VisaInternational、Microsoft、Netscape、GTE、VeriSign、SAIC、Terisa就共同制定的标准SET公告,并于1997年5月底了SETSpecificationVersion1.0,它涵盖了信用卡在电子商务交易中的交易协定、信息保密、资料完整及数据认证、数据签名等。SET2.0预计今年,它增加了一些附加的交易要求。这个版本是向后兼容的,符合SET1.0的软件并不必要跟着升级,除非它需要新的交易要求。SET规范明确的主要目标是保障付款安全,确定应用之互通性,并使全球市场接受。
所有这些安全交易标准中,SET标准以推广利用信用卡支付网上交易,而广受各界瞩目,它将成为网上交易安全通信协议的工业标准,有望进一步推动Internet电子商务市场。
五、商务安全的关键CA认证
怎样解决电子商务安全问题呢?国际通行的做法是采用CA安全认证系统。CA是CertificateAuthority的缩写,是证书授权的意思。在电子商务系统中,所有实体的证书都是由证书授权中心即CA中心分发并签名的。一个完整、安全的电子商务系统必须建立起一个完整、合理的CA体系。CA机构应包括两大部门:一是审核授权部门,它负责对证书申请者进行资格审查,决定是否同意给该申请者发放证书,并承担因审核错误引起的一切后果,因此它应由能够承担这些责任的机构担任;另一个是证书操作部门,负责为已授权的申请者制作、发放和管理证书,并承担因操作运营所产生的一切后果,包括失密和为没有获得授权者发放证书等,它可以由审核授权部门自己担任,也可委托给第三方担任。
CA体系主要解决几大问题:
1.解决网络身份证的认证以保证交易各方身份是真实的;
2.解决数据传输的安全性以保证在网络中流动的数据没有受到破坏或篡改;
3.解决交易的不可抵赖性以保证对方在网上说的话是真实的。
需要注意的是,CA认证中心并不是安全机构,而是一个发放”身份证”的机构,相当于身份的”公证处”。因此,企业开展电子商务不仅要依托于CA认证机构,还需要一个专业机构作为外援来解决配置什么安全产品、怎样设置安全策略等问题。外援的最合适人选当然非那些提供信息安全软硬件产品的厂商莫属了。好的IT厂商,会让用户在部署安全策略时少走许多弯路。在选择外援时,用户为了节省成本,避免损失,应该把握几个基本原则:
1.要知道自己究竟需要什么;
2.要了解厂商的信誉;
3.要了解厂商推荐的安全产品;
4.用户要有一双”火眼金睛”,对项目的实施效果能够正确加以评估。有了这些基本的安全思路,用户可以少走许多弯路。
六、相应法律法规
电子商务要健康有序地发展,就像传统商务一样,也必须有相应的法律法规作后盾。商务过程中不可避免地会产生一些矛盾,电子商务也一样。在电子商务中,合同的意义和作用没有发生改变,但其形式却发生了极大的变化,
1.订立合同的双方或多方是互不见面的。所有的买方和卖方在虚拟市场上运作,其信用依靠密码的辨认或认证机构的认证。
2.传统合同的口头形式在贸易上常常表现为店堂交易,并将商家所开具的发票作为合同的依据。而在电子商务中标的额较小、关系简单的交易没有具体的合同形式,表现为直接通过网络订购、付款,例如利用网络直接购买软件。
3.表示合同生效的传统签字盖章方式被数字签名所代替。
电子商务合同形式的变化,对于世界各国都带来了一系列法律新问题。电子商务作为一种新的贸易形式,与现存的合同法发生矛盾是非常容易理解的事情。但对于法律法规来说,就有一个怎样修改并发展现存合同法,以适应新的贸易形式的问题。
七、小结
在计算机互联网络上实现的电子商务交易必须具有保密性、完整性、可鉴别性、不可伪造性和不可抵赖性等特性。一个完善的电子商务系统在保证其计算机网络硬件平台和系统软件平台安全的基础上,应该还具备以下特点:强大的加密保证;使用者和数据的识别和鉴别;存储和加密数据的保密;连网交易和支付的可靠;方便的密钥管理;数据的完整、防止抵赖。电子商务对计算机网络安全与商务安全的双重要求,使电子商务安全的复杂程度比大多数计算机网络更高,因此电子商务安全应作为安全工程,而不是解决方案来实施。
参考文献:
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2.1传动控制保护
传动控制的执行模块是FM458,是一个高性能控制器,采用64位RISC(简化指令集)CPU,具有强大浮点运算能力,最快循环时间是0.1ms。它的功能是控制变频传动子系统将提升运行速度、加速度、力/力矩,精确输出到主轴上,让主轴带动滚筒、钢丝绳及与钢丝绳连接的提升容器运动。
2.2工艺运算保护
工艺运算保护的执行模块是SIMATICS7-400PLC的CPU,它实时检查提升容器编码器(运动状态传感器)的测量状态和运动曲线。
2.2.1编码器测量状态保护
编码器是一种光电式旋转测量装置,把输出脉冲信号直接输入给PLC,利用PLC的高速计数器对其脉冲信号进行计数,从而解算出提升容器位移和速度。提升系统一共安装了3个编码器,分别装在和滚筒内圆接触的橡胶轮上、滚筒的1个输出轴上及天轮轴端。3个编码器在PLC中两两比较解算位移和速度,比较结果不符,启动一级紧急停车响应。其中滑绳保护,指主轴编码器和天轮编码器测量位移值不符,往往是钢丝绳打滑造成。同步点跳位保护:容器在井筒中运动,运动距离越长,编码器累积误差越大,为消除累积误差,在井筒内放置一同步开关,当容器经过开关时,编码器测量的实际位移与同步开关位置进行比较,如果误差很小,编码器经PLC解算的位移根据同步开关位置更新;如果误差较大,启动一级紧急停车响应。
2.2.2运动曲线保护
运动曲线保护的原理是用标准参照曲线监测提升系统运行,运动曲线保护主要包括连续速度监视保护、电子阶梯速度监视保护、末段速度阶梯监视保护、错向监视保护。以李村矿副井提升系统下大件标准参照曲线为例,如图2所示。图2为提升系统大件模式、五阶梯曲线图。从上向下为加速度-时间(a-)t曲线,速度-时间(V-)t曲线,井筒深度为566.8m,井筒中大件重量Q为17000kg,无配重,其中速度-时间(V-)t曲线图中附入阶段加速度a、阶段提升时间T、阶段提升距离H的表格。Vm表示容器在井筒中平稳运行的最大速度,Vo表示容器接近提升终点时爬行速度。依据此类标准参照曲线对提升速度进行监测。速度监测、保护由以下组成:
a)连续速度监视保护。PLC根据标准参照曲线,绘制时间点精确到毫秒级速度包络曲线,用以实时监测井筒容器运行状态。当速度包络曲线与实际速度偏差过大,启动一级紧急停车响应;
b)电子阶梯速度监视保护。从标准参照曲线选取有限个监测点,存入电子文档,PLC读取文档中数据监测井筒容器运行状态。当在某位置读取的电子阶梯速度与实际速度偏差过大,启动一级紧急停车响应。以上两种保护是一致的,均是用标准参照曲线去检查实际运行曲线,区别在于前者是实时计算,时间精度高;后者仅读取值,不依照曲线计算,它的精度与预置数值数量有关;
c)末段速度阶梯监视保护。图2V-t曲线中,对应减速段曲线的3个曲率变化,分别设置3个触发点,并在电子文档中存入触发点最大速度值。当容器经过此触发点,预存速度数值与实际速度偏差过大,启动一级紧急停车响应;d)错向监视保护。提升容器逆行,启动一级紧急停车响应。
3状态采集保护分析
3.1主要机械部件保护
主要机械部件保护,包括制动闸及闸盘、液压站、主轴与轴瓦、站、天轮等主要设备对提升系统保护。制动闸采用了常闭设计,在断电或无油压状态下,完全靠弹簧机械力使制动闸合闸,保证提升系统安全;液压站输出压力油给制动闸,制动闸打开。在提升系统对制动闸故障(闸弹簧断裂、闸磨损、闸未打开、闸未关闭),或制动闸合闸油压(残压)、敞闸油压不符合规定,启动一级紧急停车响应。闸与闸盘距离越小时间制动时间越短,制动闸盘间隙>2mm,启动一级紧急停车响应。闸与闸盘摩擦温度过高,闸盘偏摆,启动二级电气停车闭锁响应。液压站给制动闸提供液压油,对液压油油温、液压油油箱油位、油过滤器堵塞情况进行报警,提示工作人员及时处理;监控数值达到一定程度,启动三级电气闭锁响应或更高级别响应。主轴与轴瓦是滑动摩擦,在提升机启动停止阶段低速运行时小于20r/min,系统高压泵为滑动轴瓦提供少量高压,抬起主轴,并在轴瓦与主轴间形成油膜,以消除轴瓦和主轴的混合摩擦。在提升机达到运行20r/min,系统的常压泵提供常压。高压泵和常压泵用不同管路分别向轴承注油,用同一根管路回油。轴承常压压力0.7MPa,压力降低30%,即降到0.5MPa以下;轴承轴承温度大于75℃;常压下注入轴承的油,流量不足;都启动一级紧急停车响应。轴承站给主轴轴承注油,对油油温、油油箱油位、油过滤器堵塞情况进行报警,提示工作人员及时处理;监控数值达到一定程度,启动三级电气闭锁响应或更高级别响应。对天轮轴承温度设置了监控保护,温度过高报警,监控数值达到一定程度,启动三级电气闭锁响应。
3.2供配电类设备状态采集保护
经过中压开关柜进线,由主电源变压器和励磁变压器,向变频装置、励磁装置提供电源,再分别输出给电机定子和转子;由辅助变压器10/0.4kV供给液压站、站、加热器、照明、直流屏等低压电源。中压柜微机综合保护测控装置、变频装置、励磁装置设备自身已实现完善的电气设备保护和故障记忆查询功能。除此之外,将400V、230V交流的空开辅助触点接入监控系统,对繁多的低压空开上电进行监控;并对PLC供电的24V直流,230V交流接入接地故障监测保护。对变压器温度监测保护,当温度超温警告,启动三级电气闭锁响应。当电气故障发生时,如引起矿井提升核心运算保护动作,或液压站失电等,必然触发一级紧急停车响应。在电机启动前,主电机绝缘阻值低,触发相关闭锁响应,当故障排除后方可开车。
3.3通风冷却系统状态采集保护
对主电机通风冷却系统的进风、混风、出风的温度进行采集,当温度超温警告,启动三级电气闭锁响应。变频器内部冷却系统,过滤器被污染(电导值大于1μS/cm),流速过低,加水水箱水位低、水流量、水温不符合规定,启动二级电气停车闭锁响应。变频器外冷却系统故障,停止运行,启动二级电气停车闭锁响应。变频器所加水的导电值<30μS/cm,加水后开启变频器前,要通过循环冷却系统的离子交换系统,将导电值降低到1μS/cm范围才可冷却变频器。
3.4井筒信号数据采集保护
井筒信号系统的作用是完成井上下通讯,同时它把井口、井底附属设备的状态传递给西门子PLC。在提升系统运行时安全门打开,摇台落下,启动一级紧急停车响应;提升容器触发过卷开关,启动一级紧急停车响应。
4矿井提升安全保护的应用效果
李村煤矿副井提升系统自2010的安装投运以来,到2013年年底,提升系统每天平均工作16h,累计发生故障45起,累积影响运行时间约180h,累计影响时间占总时间小于0.02%,运行稳定、可靠、安全。而且45起故障中有一半以上是由于绞车房温、湿度不达标、电气元件灰尘大、电气元件老化、端子排接线虚接,控制柜电池电能匮乏未及时更换及维护人员操作素质不高引发的。其中一起因励磁输出柜励磁模块保险受冲击电流损坏的故障,因矿方没有此保险配件,影响5d以上;一起因车房温湿度不达标,烧坏变频器整流模块的故障,影响时间48h;一起故障因风道潮气过重,定子磁包阻值降低报警,维护人员欠缺经验,对风道干燥解决方法不合适,影响约12h。在实际应用中也发现,西门子提升机保护系统还存在一些不足,例如,对于工业用电电流闪送过于灵敏,一有闪送,往往会引起绞车急停,另外西门子消谐保护不到位,引起电气元件击穿老化。西门子对电气环境使用的监测保护、对外水冷设备空气压缩机保护监控及外水冷水箱清洁度欠缺监控保护提示。西门子在软件界面、故障恢复的人性化引导方面也还需完善。