引論：我們?yōu)槟砹?篇電力巡檢無人機網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險分析范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

我國電網(wǎng)建設(shè)水平領(lǐng)先于國際，基本實現(xiàn)了輸電線路全域覆蓋。由于我國地域廣闊，電網(wǎng)輸電線路分布廣泛且部分輸電線所處地形十分復(fù)雜，具有工況惡劣、監(jiān)護難度大等問題。傳統(tǒng)人工抽檢方式安全系數(shù)不高且效率較低，無法滿足電網(wǎng)智能化發(fā)展需求。國家電網(wǎng)企業(yè)為了推動電網(wǎng)的現(xiàn)代化發(fā)展，將電力巡檢無人機應(yīng)用在電網(wǎng)運維環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了無人機與人工檢查的融合，提升了運檢效率，并增強了電網(wǎng)維護工作質(zhì)量。目前，我國基本普及了電力巡檢無人機在輸電線路關(guān)鍵節(jié)點運維的應(yīng)用，有效提升作業(yè)效率，降低現(xiàn)場安全風(fēng)險，同時解決故障線路維護不及時而影響電網(wǎng)穩(wěn)定的問題。伴隨無人機的深入應(yīng)用，其存在的安全風(fēng)險逐漸暴露。當(dāng)電力巡檢無人機被非法入侵后，可能會發(fā)生無人機碰撞事故，甚至導(dǎo)致電網(wǎng)停電。因此，無人機網(wǎng)絡(luò)安全關(guān)乎國家經(jīng)濟穩(wěn)定及國內(nèi)安全形勢。

電力巡檢無人機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.電力巡檢無人機系統(tǒng)要求

電力巡檢無人機主要負責(zé)輸電線路安全檢查，系統(tǒng)配置包括如下幾點內(nèi)容。第一，對無人機進行設(shè)計及打造，需認識到電力巡檢的重要性及價值，研發(fā)出可適應(yīng)惡劣工況的特殊無人機，讓其具備較強的信息收集能力及信息感知能力，確保無人機巡檢可滿足設(shè)定要求。第二，需建構(gòu)對應(yīng)的無人機信息處理平臺，建立對應(yīng)的軟件，讓無人機收集的信息可轉(zhuǎn)化成便于分析的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，依托收集的數(shù)據(jù)對電網(wǎng)運行狀況進行評估。通過無人機巡檢可將電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)進行整理及歸納，判別線路運行狀態(tài)，并精準(zhǔn)定位故障點位，為維修提供保障。第三，電力巡檢無人機需進行實驗活動，測定無人機運行是否穩(wěn)定及是否滿足檢測所需。對無人機進行安全巡檢實驗，可在測驗過程中發(fā)現(xiàn)無人機是否存在問題，以此提升工作效率。

2.電力巡檢無人機系統(tǒng)構(gòu)成

電力巡檢無人機安全巡檢系統(tǒng)是電力巡檢的重要組成部分，主要由無人機飛行平臺、地面數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)三部分構(gòu)成。無人機飛行平臺可調(diào)整無人機固定翼及旋翼，結(jié)合無人機搭載的傳感器及監(jiān)控設(shè)備提升無人機避障能力。無人機飛行平臺可讓無人機在惡劣的工況下仍然可以正常工作，并可根據(jù)搭載的定位系統(tǒng)將節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)段，同時操作者對無人機運行工況及視野情況合理選擇傳感設(shè)備，目的是獲得探測點的核心參數(shù)。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心時，數(shù)據(jù)分析人員可對不同節(jié)點的數(shù)據(jù)進行分析，評估輸電線路運營狀態(tài)。

3.電力巡檢無人機系統(tǒng)的主要工作

首先，信息系統(tǒng)將對無人機傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行分類及存儲，同時反饋信號；其次，對無人機進行遠程操控，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_工作頁面，為后續(xù)工作提供數(shù)據(jù)支撐；最后，數(shù)據(jù)處理中心將電力巡檢無人機收集的信息進行處理、整理及分析，根據(jù)數(shù)據(jù)及測量技術(shù)對輸電線路運營狀態(tài)進行量化分析。無人機可將輸電線路運行工況的具體環(huán)境通過監(jiān)控系統(tǒng)呈現(xiàn)出來，有助于排查及確定故障點位，同時結(jié)合輸電線路運營狀態(tài)判斷線路故障類型，以此制定針對的維修對策，達到電網(wǎng)運維的目的。

電力巡檢無人機網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險分析

1.信號安全風(fēng)險

常規(guī)條件下，消費級無人機以航拍為主，受眾主要為個人，不涉及核心信息，因此對無人機安全性要求較低。民用無人機僅考慮設(shè)備運行的穩(wěn)定性及攝像清晰度即可。相比民用無人機，電力巡檢無人機需在民用無人機性能的基礎(chǔ)上，融入多類傳感器，同時需對信息安全信號進行防護。

2.網(wǎng)絡(luò)劫持風(fēng)險

由于無人機主要通過網(wǎng)絡(luò)連接，在數(shù)據(jù)互通中主要信息安全風(fēng)險類型是網(wǎng)絡(luò)劫持風(fēng)險，包括Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)劫持、無線電劫持、暴力破解、數(shù)據(jù)重放等。Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)劫持主要利用巡檢無人機與網(wǎng)卡設(shè)備連接的Wi-Fi信號作為信息截取途徑，通過對無人機傳達的字符轉(zhuǎn)移控制權(quán)，隨后利用控制權(quán)操控?zé)o人機。無線電劫持主要利用信號干擾原理對無人機航線進行控制。暴力破解就是通過解碼的方式獲取系統(tǒng)中無人機調(diào)頻序列參數(shù)，隨后攻占通信通道，掌握無人機控制權(quán)。數(shù)據(jù)重放主要針對監(jiān)控系統(tǒng)，對無人機信號頻率及對應(yīng)的波形圖進行截取，隨后利用SDR工具將錄制后的信息發(fā)送給無人機設(shè)備，搶占控制權(quán)。

3.數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險

巡檢無人機除了執(zhí)行視距操作，還需具備線路巡航功能。所以，巡檢無人機內(nèi)部存儲的機密數(shù)據(jù)涉及GPS導(dǎo)航軌跡參數(shù)、桿塔拍照數(shù)據(jù)。前者通過USB數(shù)據(jù)線直接將對應(yīng)數(shù)據(jù)復(fù)制到巡檢無人機存儲模塊內(nèi)。桿塔數(shù)據(jù)需存儲在云臺相機內(nèi)，若未進行加密處理，具有極高的信息泄露風(fēng)險，威脅無人機數(shù)據(jù)安全。

電力巡檢無人機網(wǎng)絡(luò)安全防護技術(shù)

1.通信安全加固技術(shù)

根據(jù)市面主要的信息加密技術(shù)，無人機通信防護沿用了加密及身份認證等安全防護機制，但由于無人機工況不穩(wěn)定，且控制指令單一且重復(fù)，因此加密與身份認證的通信防護技術(shù)并不適合巡檢無人機信息安全防護。密鑰認證是在無人機及相關(guān)系統(tǒng)運行中，想要獲取對應(yīng)信息，需進行通信確認。無人機飛行過程中易受到建筑物、地形及植物等遮擋影響，很容易導(dǎo)致無人機短時間內(nèi)脫離地面控制，因此在利用密鑰加密技術(shù)時需確保通信鏈路時刻保持敏捷的飛航控制能力。為確保巡檢無人機運行安全，數(shù)據(jù)加密可采用硬件或軟件的形式實現(xiàn)。由于無人機控制系統(tǒng)對實時性要求極高，可采用集成密鑰安全芯片提升加密數(shù)據(jù)的加密及解密速度。巡檢無人機系統(tǒng)存在密鑰分配問題，比如遙控及電表常采用集成SM1國密算法，此時將導(dǎo)致密鑰分配減緩的問題。對此，可讓相同單位的多個無人機及地面控制系統(tǒng)采用少類的安全芯片，在保證密鑰分配速率的基礎(chǔ)上，確保密文破解難度。為了進一步提升巡檢無人機保護水平，可利用智能電表安全防護模式分配密鑰，后臺系統(tǒng)登入無人機密鑰數(shù)據(jù)，當(dāng)無人機飛行前對調(diào)頻序列進行配對，依照無人機序號從密鑰管理系統(tǒng)中分配對應(yīng)的密鑰，隨后利用地面控制端進行通信加密處理。為保證無人機巡檢數(shù)據(jù)分發(fā)的及時性，可在后臺系統(tǒng)獲得密鑰后對其進行FPGA編程，隨后對硬件進行加密處理，確保網(wǎng)絡(luò)通信的安全性及穩(wěn)定性。

2.反無人機GPS欺騙技術(shù)

雖然網(wǎng)絡(luò)劫持風(fēng)險類型較多，但竊取的數(shù)據(jù)主要以GPS參數(shù)為主。GPS導(dǎo)航是無人機精準(zhǔn)定位的基礎(chǔ)，這是無人機巡檢的主要價值之一。GPS數(shù)據(jù)風(fēng)險包括壓制式干擾與欺騙干擾兩類。壓制式干擾為錨式干擾，具有一定的可控性與預(yù)防性，但欺騙式干擾具有隨機、不可控的特點，因此需利用反無人機GPS欺騙技術(shù)，規(guī)避GPS信號攻擊風(fēng)險。基于四軸無人機視覺導(dǎo)航系統(tǒng)，建立GPS信號特征庫，并對其進行實時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)異常直接切換到視覺導(dǎo)航系統(tǒng)，利用GPS圖像比對的方法完成無人機返航，解決GPS欺騙攻擊問題。根據(jù)系統(tǒng)要求，視覺導(dǎo)航系統(tǒng)分為系統(tǒng)層、基礎(chǔ)層、視覺層三層，上層模塊調(diào)用下層算法。

3.數(shù)據(jù)安全防護技術(shù)

基于加密算法的系統(tǒng)層數(shù)據(jù)防護技術(shù)，還需建立對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)安全保護機制。首先，依照防護架構(gòu)，針對系統(tǒng)不同類型網(wǎng)絡(luò)入侵制定多級別防護機制，基于安全審計、數(shù)據(jù)復(fù)查、無人機安全加固等，搭建多位一體的網(wǎng)絡(luò)安全防護機制。其次，建立地面系統(tǒng)安全防護系統(tǒng)。目前，無人機地面控制系統(tǒng)主要分為Windows和Linux兩種，依照系統(tǒng)類型從系統(tǒng)安全加固、身份認證、用戶管理、病毒消殺、安全補丁配置等設(shè)立安全防護機制。最后，根據(jù)無人機通信鏈路信號，對無人機運行狀態(tài)進行實時跟蹤，隨時計算無人機坐標(biāo)。通信鏈路涉及數(shù)據(jù)傳輸與控制信號傳輸，所以可從數(shù)據(jù)流及GPS入侵的角度設(shè)立防護機制。結(jié)語電力巡檢無人機主要從事高精度、高危險、惡劣工況的輸電線路巡檢工作，涉及大量關(guān)鍵點位的數(shù)據(jù)勘測工作，涵蓋定量的私密信息。由于無人機巡檢過程中需利用網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)傳輸，必然存在信息泄露風(fēng)險。為解決巡檢無人機信號干擾、數(shù)據(jù)傳輸丟包、易被入侵等問題，需科學(xué)利用加密算法、設(shè)計網(wǎng)絡(luò)安全防護機制，利用反無人機GPS欺騙技術(shù)，確保巡檢無人機安全且穩(wěn)定運行，為電網(wǎng)安全評價提供可靠數(shù)據(jù)。

作者:劉承信 單位:山東水利技師學(xué)院