地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)體系分析

韋復(fù)曉

（南寧軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司，廣西南寧 530000）

1 地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)遵循的設(shè)計原則

地鐵環(huán)境和設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）通過對地鐵車站和隧道內(nèi)的照明，排水系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)，安全設(shè)備的管控，保障地鐵的安全有效運(yùn)行。為確保整個系統(tǒng)的完備高效性，在設(shè)計BAS 時務(wù)必保證以下原則。

（1）先進(jìn)性。了解系統(tǒng)特性后制定出合理的設(shè)計方案，再構(gòu)建出完備的通信平臺，保證設(shè)計出的流程和實操技術(shù)能吻合，以便系統(tǒng)設(shè)計時更加先進(jìn)科學(xué)。

（2）安全性。要有完備的網(wǎng)絡(luò)防火墻，防止木馬、病毒的入侵，明確設(shè)出系統(tǒng)訪問權(quán)和檢索范圍，確保不會有不法分子侵入系統(tǒng)。

（3）實用性。設(shè)計時還必須要充分、綜合地考量前瞻性和實用性，且要保證系統(tǒng)的性價比，避免出現(xiàn)前期成本過分消耗的情況。

（4）可拓展性。當(dāng)今科技飛速發(fā)展，系統(tǒng)功能更新?lián)Q代也很快，設(shè)計BAS 是也需要考慮其在未來的可拓展性，以便后期在適當(dāng)位置拓新。

（5）開放性。BAS 設(shè)計完成后將是一個設(shè)有數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)、軟件等多接口的開放性平臺。

（6）模塊化。BAS 的研發(fā)過程嚴(yán)格遵照模塊化結(jié)構(gòu)，確保某部門出問題時可及時被替換。

（7）互連性。BAS 與其他電子和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接，各個網(wǎng)關(guān)間在通信協(xié)議的保護(hù)下互連實現(xiàn)控制功能。

（8）便捷性。BAS 確保信息的同時，更發(fā)揮了可操作通信平臺的作用，只有確保管理的便捷性才能保證平臺規(guī)模不斷安全的拓展。

2 地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)信息安全防護(hù)分析

由于BAS 傳遞信息的方式是通過網(wǎng)絡(luò)總線和太網(wǎng)，所以當(dāng)信息處理存在安全問題時，會對BAS 和受控系統(tǒng)的安全產(chǎn)生不利影響。如今信息安全問題層出不窮，尤其是勒索病毒等問題讓信息安全環(huán)境每況愈下。國家對此問題制定出相關(guān)法律，既能最大程度保護(hù)信息安全，又為信息安全受威脅時提供了法律保護(hù)。

迄今為止出現(xiàn)的信息安全問題主要由網(wǎng)絡(luò)病毒、黑客、違規(guī)操作、木馬等問題引起。尤其是黑客攻擊范圍不斷擴(kuò)展，黑客的攻擊目標(biāo)已經(jīng)由之前的互聯(lián)網(wǎng)深入能源、水利、化工乃至政府的工業(yè)控制系統(tǒng)，都是為了通過不正當(dāng)手段快速獲取經(jīng)濟(jì)利益。相關(guān)領(lǐng)域為應(yīng)對當(dāng)前的安全問題，必須盡可能對存在的風(fēng)險進(jìn)行分析，并制定更具有針對性的應(yīng)對方案，從而保障信息處理一直安全。

3 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)從被監(jiān)視對象是可以分為兩大類：①對環(huán)境參數(shù)監(jiān)視和控制；②監(jiān)控機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和對故障設(shè)備報警。第一類提供于通風(fēng)、冷源、給排水、照明、乘客導(dǎo)向、火災(zāi)報警等專業(yè)的接口。對車站內(nèi)的機(jī)電設(shè)備有明確高效的監(jiān)管作用，保證了受控設(shè)備節(jié)能高效的運(yùn)行狀態(tài)，提供了安全舒適的工作環(huán)境。環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控拓?fù)鋱D如圖1。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)車站環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

（1）用傳感器在室內(nèi)典型區(qū)域采集溫度、濕度環(huán)境參數(shù)和二氧化碳濃度，通過PID 等算法算出風(fēng)機(jī)頻率、冷水閥開度和調(diào)節(jié)風(fēng)閥開度，結(jié)合焓值運(yùn)算轉(zhuǎn)換工況，既保證了室內(nèi)空氣質(zhì)量，又防止超調(diào)，很大程度起到節(jié)能的作用。

（2）監(jiān)視設(shè)備的作用是出現(xiàn)故障時及時報警并將故障信息傳遞給綜合控制系統(tǒng)，及時止住由于設(shè)備故障可能造成的更多損失。

（3）實行單設(shè)備控制和模式控制，這樣操作人員可按實際情況控制各設(shè)備的運(yùn)行狀況。

（4）準(zhǔn)備有早間起運(yùn)、晚間停運(yùn)等一鍵觸發(fā)模式預(yù)案，在地鐵運(yùn)營前執(zhí)行早間起運(yùn)模式，此時環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)會向通風(fēng)照明等下達(dá)指令，是車站進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)；晚間停運(yùn)時，車站通風(fēng)照明等又會按照停運(yùn)模式執(zhí)行，車站進(jìn)入夜間模式。此方法既減輕了工人的工作量，又提高了工作效率，同時也避免了誤觸、遺漏操作步驟等隱患，大大提高了運(yùn)營管理水平。

（5）接受FAS 系統(tǒng)火災(zāi)信息，主要聯(lián)動通風(fēng)系統(tǒng)執(zhí)行當(dāng)域的災(zāi)害模式?？煽刂茷?zāi)害區(qū)域的相關(guān)機(jī)電設(shè)備盡快參與防災(zāi)救災(zāi)。

（6）具備冗余功能，冗余控制器滿足手動自動切換功能?？刂破鞑捎秒p背板硬件冗余配置，當(dāng)有一臺不能工作或發(fā)生故障時，可有另一臺保證所有設(shè)備和模式的連續(xù)、不被干擾的自動切換運(yùn)行。

4 地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)具體措施

4.1 人員的管理

BAS 控制的系統(tǒng)設(shè)備很多種類，主要包括通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、安全門系統(tǒng)等。在車站和隧道之中這些硬件設(shè)備被使用，其具有十分廣泛的運(yùn)用場所，而且具有很長的運(yùn)行時間。但是目前很多地鐵運(yùn)營場所對這些設(shè)施并沒有規(guī)范的制度去管理，已經(jīng)出現(xiàn)很明顯的缺點，在照明或者通風(fēng)的系統(tǒng)設(shè)施，而且還沒有設(shè)置對其的維修護(hù)理。因此，不僅要對出入人員進(jìn)行實名登記，而且必須在專門的定期檢修項目中，加強(qiáng)對BAS 受控設(shè)備的管理。

4.2 工單自動下發(fā)

工單的填寫上報在現(xiàn)在的城市軌道交通的維護(hù)修理制度中都是有人依照當(dāng)時現(xiàn)狀進(jìn)行收集且手動操作的。在線監(jiān)測系統(tǒng)里，值班人員需要確認(rèn)好自動采集的設(shè)備故障設(shè)備，根據(jù)自動匹配與它有關(guān)的工單填報基礎(chǔ)信息。工作完成之后，也能借助在線監(jiān)測系統(tǒng)與既有維護(hù)維修系統(tǒng)的接口，從而達(dá)到工單下發(fā)流轉(zhuǎn)和相應(yīng)情況的整理與追蹤。有了這項功能，不僅提高了工作效率，而且減少了人工作業(yè)的失誤，提高了自動化程度。

4.3 建立專家?guī)?，提供作業(yè)指導(dǎo)，優(yōu)化修制修程

在線監(jiān)測系統(tǒng)會借助在線監(jiān)測的大數(shù)據(jù)平臺，進(jìn)行整理歸納，從而形成標(biāo)準(zhǔn)專家?guī)?。如果出現(xiàn)類似信預(yù)警信息，在線監(jiān)測系統(tǒng)會根據(jù)專家?guī)焯峁┳詣訌棾稣_的處理方案，可以有效地改善由于工作人員經(jīng)驗不足的問題。同時，各個檢測系統(tǒng)大范圍綜合，集成化，形成了對應(yīng)的聯(lián)動方案，也切實解決了信息的孤島問題。在線監(jiān)測系統(tǒng)也可能出現(xiàn)未記錄或?qū)＜規(guī)靸?nèi)容不足導(dǎo)致無法解決的問題，在線監(jiān)測系統(tǒng)也可提供回憶，改良等功能，經(jīng)專家做出操作后，會自動更新專家?guī)欤壐牧?，以便下次問題的解決。

4.4 定期進(jìn)行系統(tǒng)檢測

對于BAS 及其受控設(shè)備的觀測情況包含三個方面：檢查、加固、防護(hù)。要對應(yīng)的系統(tǒng)軟件進(jìn)行線路及設(shè)備損耗檢查、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置檢測、對病毒，漏洞的檢測和整體系統(tǒng)的檢查等基礎(chǔ)的檢測是安全檢查的定義；加固方面主要是對系統(tǒng)的終端設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)、無線設(shè)備，以及服務(wù)設(shè)備等外端設(shè)備的運(yùn)行狀況的檢測和修理；安全防護(hù)指的是對網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架登陸系統(tǒng)的維護(hù)，數(shù)據(jù)的檢測，終端的維護(hù)等進(jìn)行優(yōu)化。

4.5 改善嚴(yán)格監(jiān)控審計

要升級BAS 系統(tǒng)中的操作、網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備、系統(tǒng)、數(shù)據(jù)、分析能力、危險源處理能力等各項功能。要不定時優(yōu)化BAS 系統(tǒng)中的安全資料審計、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫審計、終端審計、運(yùn)維審計、日常行為記錄審計等功能。

4.6 門禁系統(tǒng)

當(dāng)前機(jī)械鎖還是很多地鐵交通運(yùn)輸單位設(shè)備間的主要手段，這種方式存在很大壞處，其鑰匙很容易被復(fù)制，留下了安全隱患。因此，地鐵運(yùn)營單位可以設(shè)置設(shè)備間的密碼管理辦法，安裝密碼鎖或者職能電子鎖，不僅能為進(jìn)出人員設(shè)置權(quán)限，而且還可以記錄來訪記錄，從而切實提高BAS 系統(tǒng)和相應(yīng)設(shè)備的安全性。

4.7 地鐵消防聯(lián)動監(jiān)控功能的分析

地鐵在實施消防聯(lián)動的時候，不管是車站或是地鐵區(qū)域都需要使用綜合監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控功能的呈現(xiàn)離不開準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，消防聯(lián)動務(wù)必處在較好的運(yùn)行狀態(tài)，準(zhǔn)確地反饋信息和情報，實現(xiàn)地鐵消防的聯(lián)動監(jiān)控效果。

地鐵工程綜合監(jiān)控系統(tǒng)中需要比較不同時間段地鐵消防聯(lián)動狀態(tài)，也就是根據(jù)執(zhí)行消防聯(lián)動后的狀態(tài)信息，把它和目標(biāo)聯(lián)動狀態(tài)加以比較，方便工作人員觀察聯(lián)動對象的實時狀態(tài)，也可以知曉消防聯(lián)動的成功與否。達(dá)到地鐵消防聯(lián)動和集中監(jiān)控效果之后，工作人員要及時地查詢火災(zāi)報警和聯(lián)動情況，打印好相關(guān)數(shù)據(jù)信息，確?；馂?zāi)聯(lián)動報警信息的實時性和可控性，達(dá)到綜合監(jiān)控系統(tǒng)下地鐵消防聯(lián)動的有效運(yùn)用。

在綜合監(jiān)控系統(tǒng)下，工作人員要準(zhǔn)確地把握地鐵消防聯(lián)動情況，把消防聯(lián)動的比較欄當(dāng)作主要內(nèi)容，仔細(xì)了解消防聯(lián)動對象情況，一旦發(fā)現(xiàn)紅色圓點，這就說明聯(lián)動對象的聯(lián)動情況不佳，沒有做到有效的消防聯(lián)動。這個時候需要點擊紅色圓點，促進(jìn)單獨控制，控制消防聯(lián)動指令，在保證綜合監(jiān)控的前提下成功地完成聯(lián)動對象的消防聯(lián)動，進(jìn)而有效地發(fā)揮消防聯(lián)動的監(jiān)控功能。

5 系統(tǒng)未來的發(fā)展方向

全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突起，智能控制環(huán)境與設(shè)備系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)化方向更將發(fā)展迅速。即使當(dāng)前系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸還是封閉性強(qiáng)，采用專用性強(qiáng)的工業(yè)現(xiàn)場總線方案，但是，綜合監(jiān)控等系統(tǒng)級別的接口均采用靈活性更強(qiáng)，通用性更強(qiáng)的以太網(wǎng)接口。如果說控制器內(nèi)部能加入網(wǎng)絡(luò)模塊，借助無處不在的網(wǎng)絡(luò)無線，實現(xiàn)遠(yuǎn)程無線協(xié)作，加大與本地設(shè)備信息的共享性能，不僅能為廠家對設(shè)備的設(shè)備管理創(chuàng)造靈活性、方便性，更為運(yùn)營商實現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)和智能維護(hù)創(chuàng)造了基石。各地鐵的不同情況的條件，采用智能化開發(fā)更全面的聯(lián)動模塊，可以降低工作人員的工作量，同時降低工作上的失誤。對車站各項環(huán)境參數(shù)進(jìn)行參考分析，提前采取相應(yīng)的應(yīng)對手段，避免環(huán)境造成的危害又能極大減小能量損耗，通過一系列的方法措施，可以減小車站運(yùn)營人員的設(shè)置，節(jié)約成本。

6 結(jié)束語

地鐵屬于地下交通工具，所處的條件復(fù)雜，地下是一個極其封閉的空間，需要給排水、空調(diào)、通風(fēng)和照明等設(shè)備，需要通過環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行管控的，通過以上對ABS 設(shè)計原則及功能的分析調(diào)整，保障車站運(yùn)營在具體實施方面能夠發(fā)揮最優(yōu)越的效果。