城市軌道交通安防集成平臺獨立建設案例研究

（廣州地鐵設計研究院股份有限公司，廣東廣州 510010）

隨著我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，城市交通建設也進入日益增長的背景下，地鐵建設近年來在各個城市發(fā)展迅速，地鐵逐漸成為人們?nèi)粘３鲂械闹匾煌üぞ?。交通安防措施關系到乘客的人身和財產(chǎn)安全，成為地鐵運營部門和公安部門重點關注的問題。為了有效應對和消除各種潛在的安全威脅，加快建設信息化、智能化的安全防范體系，成為地鐵建設中迫切需要解決的問題。

《城市軌道交通公共安全防范系統(tǒng)工程技術規(guī)范》（GB 51151—2016）的發(fā)布實施，對國內(nèi)的城市軌道交通公共安全技術防范系統(tǒng)的建設提出了明確、全面的要求。本文分析安防系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，總結各地建設經(jīng)驗，以濟南軌道交通2號線的安防集成平臺建設為例，開展安防集成平臺建設案例的研究。

1 公共安全防范系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

城市軌道交通公共安全技術防范系統(tǒng)是綜合運用各種安全防范手段，建立具有防非法入侵、防暴力破壞襲擊、安全檢查記錄等功能的系統(tǒng)。

根據(jù)《地鐵設計規(guī)范》相關要求，目前國內(nèi)軌道交通已建成運營線路，安防系統(tǒng)建設情況各地都略有差異。主要設置包括安檢系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)（出入口控制系統(tǒng)）、周界報警系統(tǒng)等。雖然各系統(tǒng)的技術水平不斷提高，系統(tǒng)功能不斷完善，但系統(tǒng)通常分散設置，相對獨立，僅能完成各自的系統(tǒng)功能，但在系統(tǒng)聯(lián)動方面的自動化、智能化程度較低，人工依賴度高。

因此建設安防集成平臺，合理有效地集成和互聯(lián)各個子系統(tǒng)，實現(xiàn)安防相關系統(tǒng)的統(tǒng)一管理是解決當前系統(tǒng)功能分散、智能聯(lián)動缺乏的有效措施。

2 安防系統(tǒng)組成

根據(jù)《城市軌道交通公共安全防范系統(tǒng)工程技術規(guī)范》（GB 51151—2016）中相關規(guī)定，濟南軌道交通2號線公共安全技術防范系統(tǒng)由安防集成平臺、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、入侵報警系統(tǒng)、安全檢查及探測系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)及電子巡查系統(tǒng)構成。

從系統(tǒng)架構層次分析，濟南軌道交通2號線安防系統(tǒng)由安防監(jiān)控數(shù)據(jù)源、信息傳輸網(wǎng)絡、監(jiān)控中心及終端用戶對象四部分組成。安防監(jiān)控數(shù)據(jù)源是系統(tǒng)各類安防基礎數(shù)據(jù)的來源，信息傳輸網(wǎng)絡為數(shù)據(jù)源、監(jiān)控中心和終端對象之間信息傳遞提供通道，監(jiān)控中心是系統(tǒng)統(tǒng)一管理信息數(shù)據(jù)和聯(lián)動信息共享的平臺，用戶終端是系統(tǒng)信息服務的對象。

安防系統(tǒng)應用總體架構如圖1所示。

圖1 安防系統(tǒng)架構示意圖

3 安防集成平臺總體架構

3.1 平臺架構

根據(jù)規(guī)范要求，涉及安全防范相關的內(nèi)容是納入安防集成平臺的主要監(jiān)控對象。濟南市軌道交通2號線安防集成平臺的監(jiān)控和管理采用線路中心級和站點級兩級制。為滿足兩級制監(jiān)控和管理的需求，該平臺在線路中心和車站/場段站點級別設置兩級管理，在線路中心、車站/場段站點級和現(xiàn)場級別進行三級控制，即兩級管理、三級控制的分層分布式體系架構。現(xiàn)場級控制功能由接入的子系統(tǒng)完成，屬于各子系統(tǒng)本身具有的功能，不屬于安防集成平臺設計范圍，各接入子系統(tǒng)需要滿足安防集成平臺的總體架構、接口和協(xié)議要求?？紤]到城市后續(xù)線路的建設規(guī)劃，系統(tǒng)需滿足網(wǎng)絡化運營的需求，基于可擴展性原則，系統(tǒng)預留與線網(wǎng)指揮中心的接口。

3.2 平臺接入范圍

根據(jù)《城市軌道交通公共安全防范系統(tǒng)工程技術規(guī)范》（GB 51151—2016）要求，接入安防集成平臺的系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、入侵報警系統(tǒng)、安全檢查及探測系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、電子巡查系統(tǒng)。

3.3 平臺服務器配置方案

鑒于該線路站點數(shù)目較大，單站監(jiān)控點數(shù)較多，為了減小故障時波及范圍，保證數(shù)據(jù)的安全，服務器配置方案采用中央集中與站點分布相結合的設置方案。

中央集中與站點分布式相結合配置方案是在各車站級站點設置系統(tǒng)服務器，主要用于負擔本站所轄范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)采集、報警分析、運算控制、事件記錄等。歷史數(shù)據(jù)不在本站實現(xiàn)，數(shù)據(jù)以文件形式傳輸至中心級，由中心級負責全線網(wǎng)所有站點的存儲、整理、統(tǒng)計分析等工作。在中心級設置冗余系統(tǒng)服務器和磁盤列陣，全線所有站點的實時報警監(jiān)控數(shù)據(jù)通過骨干網(wǎng)傳輸至中心進行處理、存儲和管理。中心級系統(tǒng)服務器性能需求高于車站系統(tǒng)服務器，該方案有利于數(shù)據(jù)的多重保護和歷史數(shù)據(jù)的集中管理。

中央集中與站點分布相結合配置方案如圖2所示。

圖2 中央集中與站點分布相結合配置方案示意圖

3.4 主干網(wǎng)組網(wǎng)方案

為了充分利用通信專業(yè)已經(jīng)搭建的傳輸平臺，實現(xiàn)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡資源共享，減少重復投資，濟南市軌道交通2號線一期工程安防集成平臺采用通信傳輸系統(tǒng)組建骨干網(wǎng)方案。根據(jù)寬帶估算，由通信傳輸系統(tǒng)提供2 000 Mbps用于數(shù)據(jù)傳輸。

安防集成平臺在車站級和中央級通過以太網(wǎng)交換機組建自身的局域網(wǎng)，車站級和中央級通過通信專業(yè)的通信傳輸系統(tǒng)提供的通信通道，構建一個大型的城域網(wǎng)。

該方案將傳輸網(wǎng)鏈路層功能和網(wǎng)絡層功能分開，由不同硬件設備實現(xiàn)。鏈路層功能由通信傳輸系統(tǒng)相關設備完成，網(wǎng)絡層功能由安防集成平臺自身交換機完成。

安防集成平臺的車站級和中央級局域網(wǎng)可采用IP over SDH和IP over OTN等技術接入通信傳輸系統(tǒng)骨干網(wǎng)。在通信傳輸系統(tǒng)骨干網(wǎng)中，可同時傳輸實時數(shù)據(jù)監(jiān)控信息、語音信息、視頻信息、報警信息和文件等。利用安防集成平臺交換機具備的虛擬局域網(wǎng)功能，可為安防集成平臺本身及相關接入子系統(tǒng)劃分邏輯獨立的虛擬子網(wǎng)。安防集成平臺利用通信傳輸系統(tǒng)組建骨干網(wǎng)如圖3所示。

圖3 安防集成平臺利用通信傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖

3.5 平臺軟件方案

為了滿足城市軌道交通安防集成平臺的系統(tǒng)功能需求，適應未來業(yè)務的發(fā)展變化，使系統(tǒng)管理達到先進水平，系統(tǒng)采用成熟、主流、先進的計算機技術和網(wǎng)絡通信技術，遵循先進、可靠、安全、易用、可擴展、可維護原則，建立一個穩(wěn)定、安全、國內(nèi)領先的安防集成平臺。

安防集成平臺系統(tǒng)軟件由一系列基于服務器和基于工作站的軟件模塊組成，具有標準的、先進的C/S和B/S結構，能夠完成SPS多層、C/S和B/S結構相結合的功能。

軟件采用模塊化設計，方便后續(xù)系統(tǒng)擴展功能及維護，支持延伸線路的接入。采用分布式面向對象的實時數(shù)據(jù)庫，提供標準數(shù)據(jù)接口，具備數(shù)據(jù)備份、災難恢復、系統(tǒng)錯誤恢復、認為操作錯誤恢復等功能，適用于地鐵系統(tǒng)的改變和擴容以及C/S和B/S使用環(huán)境。

4 結語

綜上所述，本文基于濟南軌道交通2號線安防集成平臺建設案例，進行了獨立建設安防集成平臺的方案分析。提出了兩級管理、三級控制的總體架構方案，進一步確定了平臺在車站級和中心級的配置方案以及組網(wǎng)方案。安防集成平臺可實現(xiàn)對線路級線網(wǎng)級軌道交通安全技術防范系統(tǒng)的自動化、智能化運營管理和安全防范。