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）

隨著我國社會經濟不斷發展，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展迅速，地鐵逐漸成為人們日常出行的重要交通工具。交通安防措施關系到乘客的人身和財產安全，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工程技術規范》（GB 51151—2016）的發布實施，對國內的城市軌道交通公共安全技術防范系統的建設提出了明確、全面的要求。本文分析安防系統的發展現狀，總結各地建設經驗，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 公共安全防范系統現狀分析

城市軌道交通公共安全技術防范系統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。

根據《地鐵設計規范》相關要求，目前國內軌道交通已建成運營線路，安防系統建設情況各地都略有差異。主要設置包括安檢系統、視頻監控系統、門禁系統（出入口控制系統）、周界報警系統等。雖然各系統的技術水平不斷提高，系統功能不斷完善，但系統通常分散設置，相對獨立，僅能完成各自的系統功能，但在系統聯動方面的自動化、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各個子系統，實現安防相關系統的統一管理是解決當前系統功能分散、智能聯動缺乏的有效措施。

2 安防系統組成

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

從系統架構層次分析，濟南軌道交通2號線安防系統由安防監控數據源、信息傳輸網絡、監控中心及終端用戶對象四部分組成。安防監控數據源是系統各類安防基礎數據的來源，信息傳輸網絡為數據源、監控中心和終端對象之間信息傳遞提供通道，監控中心是系統統一管理信息數據和聯動信息共享的平臺，用戶終端是系統信息服務的對象。

安防系統應用總體架構如圖1所示。

圖1 安防系統架構示意圖

3 安防集成平臺總體架構

3.1 平臺架構

根據規范要求，涉及安全防范相關的內容是納入安防集成平臺的主要監控對象。濟南市軌道交通2號線安防集成平臺的監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。現場級控制功能由接入的子系統完成，屬于各子系統本身具有的功能，不屬于安防集成平臺設計范圍，各接入子系統需要滿足安防集成平臺的總體架構、接口和協議要求。考慮到城市后續線路的建設規劃，系統需滿足網絡化運營的需求，基于可擴展性原則，系統預留與線網指揮中心的接口。

3.2 平臺接入范圍

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

3.3 平臺服務器配置方案

鑒于該線路站點數目較大，單站監控點數較多，為了減小故障時波及范圍，保證數據的安全，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服務器，主要用于負擔本站所轄范圍內的數據采集、報警分析、運算控制、事件記錄等。歷史數據不在本站實現，數據以文件形式傳輸至中心級，由中心級負責全線網所有站點的存儲、整理、統計分析等工作。在中心級設置冗余系統服務器和磁盤列陣，全線所有站點的實時報警監控數據通過骨干網傳輸至中心進行處理、存儲和管理。中心級系統服務器性能需求高于車站系統服務器，該方案有利于數據的多重保護和歷史數據的集中管理。

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 主干網組網方案

為了充分利用通信專業已經搭建的傳輸平臺，實現通信系統的網絡資源共享，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組建骨干網方案。根據寬帶估算，由通信傳輸系統提供2 000 Mbps用于數據傳輸。

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

該方案將傳輸網鏈路層功能和網絡層功能分開，由不同硬件設備實現。鏈路層功能由通信傳輸系統相關設備完成，網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可采用IP over SDH和IP over OTN等技術接入通信傳輸系統骨干網。在通信傳輸系統骨干網中，可同時傳輸實時數據監控信息、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功能，可為安防集成平臺本身及相關接入子系統劃分邏輯獨立的虛擬子網。安防集成平臺利用通信傳輸系統組建骨干網如圖3所示。

圖3 安防集成平臺利用通信傳輸系統組網示意圖

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功能需求，適應未來業務的發展變化，使系統管理達到先進水平，系統采用成熟、主流、先進的計算機技術和網絡通信技術，遵循先進、可靠、安全、易用、可擴展、可維護原則，建立一個穩定、安全、國內領先的安防集成平臺。

安防集成平臺系統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，方便后續系統擴展功能及維護，支持延伸線路的接入。采用分布式面向對象的實時數據庫，提供標準數據接口，具備數據備份、災難恢復、系統錯誤恢復、認為操作錯誤恢復等功能，適用于地鐵系統的改變和擴容以及C/S和B/S使用環境。

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方案。安防集成平臺可實現對線路級線網級軌道交通安全技術防范系統的自動化、智能化運營管理和安全防范。