城市軌道交通綜合安防集成平臺(tái)實(shí)現(xiàn)方案研究

梁棟 張毅 潘宇

【摘? 要】針對(duì)城市軌道交通安防管控智能化、信息化、自動(dòng)化程度偏低的現(xiàn)狀，論文充分解讀GB 51151—2016《城市軌道交通安全防范系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》，并嚴(yán)格按照規(guī)范中的相關(guān)要求，對(duì)安防集成平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行深入研究。論文從子系統(tǒng)集成互聯(lián)關(guān)系、軟件平臺(tái)架構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)架構(gòu)多個(gè)方面進(jìn)行闡述，為城市軌道交通綜合安防集成平臺(tái)建設(shè)提供參考。

【Abstract】In view of the current situation of the low degree of intelligence， information and automation in the security control of urban rail transit， this paper fully interprets GB 51151-2016 "Technical Specification for Urban Rail transit Safety Prevention System Engineering" and conducts an in-depth study on the implementation scheme of the security integration platform in strict accordance with the relevant requirements in the specification. This paper expounds the interconnection of subsystem integration， software platform architecture and database platform architecture， which provides reference for the construction of comprehensive security integration platform for urban rail transit.

【關(guān)鍵詞】城市軌道交通;綜合安防集成平臺(tái);監(jiān)控系統(tǒng)集成;軟件網(wǎng)關(guān);微服務(wù)架構(gòu)

【Keywords】urban rail transit; comprehensive security integration platform; monitoring system integration; software gateway; microservice architecture

【中圖分類號(hào)】U231? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2021）02-0170-03

1 引言

為了有效應(yīng)對(duì)和消除城市軌道交通公共安全威脅，需要加快城市軌道交通公共安全危機(jī)應(yīng)對(duì)能力、安全防護(hù)能力與預(yù)警應(yīng)急體系建設(shè)。先進(jìn)的技防手段和信息化系統(tǒng)是保證城市軌道交通安全運(yùn)營(yíng)、生產(chǎn)和管理的基礎(chǔ)。隨著GB 51151—2016《城市軌道交通安全防范系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》的發(fā)布實(shí)施，城市軌道交通迫切需要建立綜合安防系統(tǒng)，整合安全防范子系統(tǒng)及其功能，完善城市軌道交通安防管控體系。

安防集成平臺(tái)主要由服務(wù)器、工作站、打印輸出設(shè)備、交換機(jī)、信息安全系統(tǒng)、平臺(tái)軟件、通信接口設(shè)備和其他附屬設(shè)備組成，平臺(tái)深度集成視頻監(jiān)視系統(tǒng)、入侵報(bào)警系統(tǒng)、安全檢查及探測(cè)系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、電子巡查系統(tǒng)、緊急報(bào)警系統(tǒng)等相關(guān)子系統(tǒng)功能。

2 子系統(tǒng)集成互聯(lián)關(guān)系實(shí)現(xiàn)

2.1 軟件網(wǎng)關(guān)簡(jiǎn)介

為便于系統(tǒng)對(duì)各類前端智能設(shè)備集成的便捷性、統(tǒng)一性和接口可管理性，引入自研軟件網(wǎng)關(guān)，通過(guò)軟件網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序和硬件設(shè)備之間的連接，所有的系統(tǒng)指令均通過(guò)軟件網(wǎng)關(guān)發(fā)送到設(shè)備終端，同時(shí)設(shè)備終端所有告警信息、數(shù)據(jù)流均通過(guò)軟件網(wǎng)關(guān)推送到應(yīng)用程序端。

軟件網(wǎng)關(guān)是在采用不同體系結(jié)構(gòu)或硬件協(xié)議之間進(jìn)行信息互通時(shí)，用于提供協(xié)議轉(zhuǎn)換、路由選擇、數(shù)據(jù)交換等網(wǎng)絡(luò)兼容功能的功能型軟件。軟件網(wǎng)關(guān)功能靈活多變，可極大提高安防平臺(tái)對(duì)接子系統(tǒng)設(shè)備的兼容性和靈活性。

2.2 軟件網(wǎng)關(guān)控制規(guī)則

軟件網(wǎng)關(guān)程序需將上述設(shè)備的遠(yuǎn)程操控進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范的管理。軟件網(wǎng)關(guān)需要轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)包括兩部分：

①設(shè)備信號(hào)-->設(shè)備平臺(tái)-->軟件網(wǎng)關(guān)-->系統(tǒng);

②系統(tǒng)指令-->軟件網(wǎng)關(guān)-->設(shè)備平臺(tái)-->設(shè)備。

詳細(xì)分類如表1所示。

①接收設(shè)備信息：主要包括報(bào)警信息和視頻流，如表1所示。

②發(fā)送設(shè)備指令：主要包括對(duì)各類設(shè)備的遠(yuǎn)程操作，如表2所示。

軟件網(wǎng)關(guān)控制程序在實(shí)現(xiàn)平臺(tái)信號(hào)對(duì)接的同時(shí)，也支持部分底層配置和轉(zhuǎn)發(fā)自動(dòng)切換功能。

3 軟件平臺(tái)架構(gòu)

安防集成平臺(tái)整體設(shè)計(jì)上應(yīng)用了分層架構(gòu)模式，將系統(tǒng)分為應(yīng)用層、服務(wù)層、功能層、基礎(chǔ)層及接入層。

系統(tǒng)應(yīng)用層繼續(xù)采用分層模式進(jìn)行設(shè)計(jì)。該層是系統(tǒng)的客戶端，呈現(xiàn)軟件功能，負(fù)責(zé)與用戶交互。本層主要使用了HTML、CSS、JS等技術(shù)，使用Vue.js前端框架集成以上技術(shù)。

服務(wù)層是系統(tǒng)的整個(gè)核心，采用微服務(wù)架構(gòu)模式，支持服務(wù)的分布式部署。本層內(nèi)部再次采用分層模式進(jìn)行劃分，橫向被分為邏輯層、實(shí)現(xiàn)層。邏輯層直接對(duì)應(yīng)用層提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)粗粒度的系統(tǒng)功能，直接調(diào)用實(shí)現(xiàn)層實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度的系統(tǒng)功能。實(shí)現(xiàn)層除了上述功能外，還完成各接入子系統(tǒng)的封裝。

功能層為系統(tǒng)提供公共功能，包括分布式事務(wù)，分布式消息服務(wù)、API網(wǎng)關(guān)等功能。

基礎(chǔ)層為系統(tǒng)提供運(yùn)行環(huán)境，本系統(tǒng)支持兩種方式容器方式和傳統(tǒng)服務(wù)器方式。

接入層是指接入安防集成平臺(tái)的子系統(tǒng)，包括電子巡查系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、入侵報(bào)警系統(tǒng)、安全檢查及探測(cè)系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)。

4 數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)架構(gòu)

安防集成平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)分為站點(diǎn)級(jí)安防數(shù)據(jù)庫(kù)和線網(wǎng)中心/線路中心級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)。各級(jí)別由三部分組成：內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)。內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)是用于管理在線運(yùn)行的數(shù)據(jù)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)主要用于存儲(chǔ)核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，但實(shí)時(shí)性要求比較低的數(shù)據(jù)。非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)主要存儲(chǔ)事件視頻數(shù)據(jù)等輔助性質(zhì)數(shù)據(jù)。

5 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)國(guó)內(nèi)城市軌道交通的安防現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，結(jié)合現(xiàn)狀及業(yè)務(wù)需求提出基于微服務(wù)架構(gòu)的城市軌道交通綜合安防集成平臺(tái)實(shí)現(xiàn)方案。方案從子系統(tǒng)集成互聯(lián)關(guān)系、軟件平臺(tái)架構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)架構(gòu)多個(gè)方面進(jìn)行論述。平臺(tái)技術(shù)支持入口統(tǒng)一、數(shù)據(jù)共享互通、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確，可以保證系統(tǒng)的完整性、安全性和自主性，并兼顧設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)模式的包容性和開(kāi)放性。各微服務(wù)模塊部署運(yùn)行時(shí)，通過(guò)路由進(jìn)行分發(fā)和響應(yīng)，且相互之間互不干擾，極大提高安防集成平臺(tái)整體運(yùn)行的穩(wěn)定性和容錯(cuò)性。經(jīng)過(guò)研究論證，本方案研究成果能充分指導(dǎo)城市軌道交通綜合安防集成平臺(tái)建設(shè)，為城市軌道交通綜合安防集成平臺(tái)項(xiàng)目的技術(shù)路線設(shè)計(jì)、整體實(shí)現(xiàn)方案、業(yè)務(wù)功能規(guī)劃等各個(gè)方面提供參考。

【參考文獻(xiàn)】

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