SCADA系统容灾备份调控中心在天然气长输管道的应用

摘要：随着时代的进步，信息化和自动化已得到推进，容灾备份就显得越来越重要。信息化和自动化的程度越高的公司和企业，其受到突发事件及网络攻击的可能性越大，这些事件的发生将会造成不可估计的损失和社会影响，为此，本文阐述了容灾备份对企业生存和发展的基础上，强调了SCADA系统容灾备份调控中心在天然气长输管道的应用。

关键词：容灾备份；SCADA系统；输气管道

中图分类号：TE832文献标识码：A文章编号：

引言

在一些大中型突发事件中，通常会伴随着通信系统中断、网络瘫痪等数据灾难。在2008年汶川大地震中，四川地区多家企业受到了地震的影响，丢失了大量公司资料和客户数据，造成了不可挽回的损失。其中有个别做了容灾备份工作的公司很快就恢复了丢失的数据，使公司能够正常运行。另外，近年来,迅速泛滥电脑病毒,也曾致使全球上百万台计算机中毒,部分网络服务器瘫痪,并给全球商业界造成了几十亿美元的直接经济损失。

由于国内天然气长输管道都有（干线）线路长、跨地区多的特点，所以利用SCADA系统进行采集的数据量很大，在管理过程中难免会出现数据丢失情况，或是SCADA系统内部存在安全隐患，造成一些机密数据丢失或被盗。这将为企业造成难以估计的损失。建立SCADA系统容灾备份调控中心则显得尤为重要。

1.相关概念简介

1.1 SCADA系统

SCADA ( Supervisory Cont rol andDate Acquisition) 系统,是一种实时数据采集、数据处理基于计算机, 智能的远程终端装置( RemoteTerminal Unit) 或PLC 实施现场控制以及先进的通信技术实现数据传输,整个系统可实现对石油、天然气长输管道或多条石油、天然气长输管道组成的油、气管网进行远程监视、控制,集中管理和调度的分布式控制系统。应用于天然气长输管道的SCADA系统可以分为三级：调度控制中心级、站场控制级、和现场控制级。在这三级中作用各不相同，共同作用对天然气长输管道进行监控和数据采集。同时天然气长输管道的SCADA 系统常采用的是管理集中、控制功能分散的分布式控制方式。SCADA 系统的应用达到了全线远程监控天然气输气管道的目的,SCADA系统的应用使控制工艺得到改进, 提高了企业的管理水平，使得企业获得了更大的经济效益。

1.2 容灾备份

容灾备份可以分为数据备份和应用备份。容灾备份的目的是要保证用户数据的完整性、可靠性及一致性。数据备份是容灾的基础，是指系统在操作过程中可能会发上失误或是使系统发生故障，造成数据丢失，为了防止因错误或灾害导致的数据丢失，而将全部或部分数据集合从应用主机的硬盘或阵列复制到其他的存储介质的过程。应用备份就是灾难发生时也能对实时服务系统也能对用户提供实时信息，让客户的服务请求能够继续运行，保证信息系统提供的服务具有完整性、可靠性、一致性。

2.容灾备份的重要性

我国的容灾备份工作相对国外起步比较晚，早在20世纪50年代美国就开始了容灾备份工作，到了90年代美国已有了关于容灾备份的制度和准则，直到现在美国的容灾备份业务已发展成为了一个营业额超过百亿美元的巨大市场。

2.1 数据破坏的主要原因

建立容灾备份工作的最终目的是当灾难对业务数据造成破坏后，确保业务数据具有可恢复性。其中建立容灾备份工作的前提是先分析有哪些种类的灾难会影响数据的安全性。突发事件引起的灾难大致分为社会灾难、自然灾难及人为灾难。一社会灾难包括区域性的电力系统故障及爆炸等灾难。国内外都存在社会不安定因素,因此人们要加强忧患意识。尤其是一些公司更要建立备用业务系统。以减少不必要的损失。二自然灾害包括火灾、水灾、地震等突发自然灾害造成的灾难。不同地区发生自然灾害的概率不同,而且自然灾害的影响范围小,因此对自然灾害的风险分析相对比较容易。三人为灾难包括IT 系统管理人员的误操作、来自网络的恶意攻击、计算机病毒造成的数据灾难。近几年,人为灾难更为突出,特别是计算机病毒造成的数据损失更惨重。

2.2 容灾备份重要性

在以前许多企业即便是容灾备份也仅仅是对一些需要长期保存的文档、数据进行简单的季度备份、年度备份。但是可能由于存储的时间过长，难免会使数据变潮而看不清记录的数据不能使用，有些企业没有进行多分备用的习惯，致使数据永久丢失。

现今存储技术的不断发展，就单个存储系统而言，其正朝着可靠性、具有输入输出性、可扩展性、连接性及可管理性发展，现已被多个企业的广泛应用于核心业务系统。但在实践中人们发现，使用和管理上的便利性往往与运行风险相伴随，数据的进一步集中，造成了风险也随之集中和递增。例如天然气长输管道承载着为千万人输送天然气的重任，且数据量大，如果丢失很难全部恢复，所以为了避免灾难造成的不必要的损失，建立容灾备份调度中心十分有必要。

3.SCADA系统容灾备份调控中心的的策略

重要天然气长输管道SCADA 系统处设立调度控制中心外,还要在远离调度控制中心的地方(50 km 以上的异地) 建立备用的应急调度控制中心。容灾备份调控中心的建设地点应满通便利、环境安全和基础设施完备等要求,现在国外的天然气长输管道的SCADA系统大部分都是设立了这样的机构，而在国内的天然气长输管道的SCADA 系统都没有这样完全的备用应急调度中心。在应急调度控制中心都会配备一定规模的控制系统作为备用调度控制系统。一旦遇到自然灾害、社会灾害等不可抗拒的灾难时,可能导致调度控制中心不能正常工作，企业就可以在很短时间内切换到备用的应急调度控制中心,控制整个管道的正常运行这样就将减少很多不必要的损失，如图1所示。

图1 应急调度控制中心示意图

在建立应急调度控制中心时应与主调度中心的距离保持足够的距离。目前,许多容灾备份中心为了降低受到自然灾害或社会灾害破坏的风险，保持与业务中心的距离就作为了容灾系统的重要指标。

调控中心的容灾备份大致可分为两种:一是在线，二是离线。一般多以离线方式居多,也就是以关机为主。目前随着信息化的日臻完善也有发展在网上备份的方式,就是可以不关机就进行备份。但这种方式必须确保与各种应用系统的格式兼容，相互平衡。应急容灾备份中心的建立分为5 个步骤: ①将系统进行整合使其简单化； ②发展在网上备份的方式③在其中加入信息备份和回存系统；④确保重要的信息可以永续运作和存储；⑤准备可靠、完整的意外事故恢复计划。

4.容灾备份调控中心的应用

天然气长输管道项目关系到国家的民生建设，为了保证期能正常运行，抵御各种灾害。必须建设应急容灾备份调控中心，对其数据进行备份，对于容灾备份，许多企业仅仅对于一些需要长期保存的数据进行简单的季度备份、年度备份，特别是一些文档资料。由于时间过长，难免会出现数据文档因潮湿变质不能使用，而企业这个时候没有对这类文档进行有效的多份备用策略，致使一旦出现类似问题数据造成丢失。所以，对于这类需要长期保存的关键备份，可以采用不同地方保存至少2个以上的备份应用。

5.结束语

综上所述, 笔者认为一个完整的容灾备份调控中心应主要由数据备份系统、备份数据处理系统、备份通信网络系统和完善的灾难恢复方案。在国内大多数企业都需要这样一个应急备份调控中心，尤其是像天然气输送这样一个大的工程项目，所以SCADA系统容灾备份调控中心在天然气长输管道的应用相当可行。

参考文献：

[1]宋春花. 东营—临邑输油管线SCADA 系统［J］. 石油化工自动化，2002，（3）：42-45.

[2]毛江华,胡英. 中国灾备预热. 计算机世界,2004 年9 月13日.

[4]林豪锵. 电子商务实务. 北京: 铁道出版社,2004 : 233～236.

[5]陈永武.“西气东输”展现中国管道工业辉煌. 天然气工业,2003 ;23 (4).

[6]杨声将. 计算机自动化系统的接地及防雷措施. 天然气工业,2003 ;23 (2).

[7]倪成凤. RTU 在油气储运SCADA 系统中的应用［J］. 上海电机学院学报，2005，8（3）：7-9.

[8]赵奎,李涛.基于hitmeet的容灾系统及其管理工具的研究与实现[D],四川大学,2004.

[9]李智敏.容灾备份系统的技术与应用浅析[J]. 科技信息. 2009(01).