深圳地鐵9號線綜合安防系統的特點與創新

■　張　希

深圳地鐵9號線綜合安防系統的特點與創新

■張希

介紹地鐵綜合安防系統的總體架構及系統功能。以深圳地鐵9號線安防系統為例，分析闡述綜合安防系統各子系統構成與功能，提出地鐵綜合安防系統集成創新的主要特點及創新點，為快速發展的軌道交通安全運營提供參考。

地鐵；安防系統；總體架構；創新

0　引言

地鐵綜合安防系統是深圳市地鐵集團有限公司率先提出并實現的集成創新項目，它將涉及安全技術防范且各自獨立的圖像監控系統（CCTV）、門禁系統和緊急告警系統等集成在統一的管理平臺上，為控制中心、車站值班員及時掌握各類人員進出地鐵公共區、設備區提供直觀的圖像，納入乘客求助電話、緊急報警按鈕，并與圖像監控聯動，延伸和豐富了安防系統的范圍和功效。其管控范圍涵蓋車站的出入口、站廳到站臺、辦公區到設備房、列車車廂、車輛段軌行區和主變電所等地鐵運營的所有區域。地鐵安防系統采用音頻、視頻、數字處理等技術，具備多種功能，各功能模塊快速聯動，為地鐵工作人員和乘客提供多樣性服務。

1　系統構成

1.1總體結構

深圳地鐵9號線安防系統由安防網絡子系統、安防集成管理子系統、電視監控子系統、門禁子系統、車站乘客求助及告警子系統、培訓測試系統等構成。系統分為中央級、車站級和終端級3級結構。深圳地鐵三期9號線共設22個地鐵站、1個停車場、1個變電所（見圖1），其主要功能如下：

（1）在所有車站、停車場、區間變電所和主變電所安裝門禁子系統設備，實現對重要的設備和管理用房、出入口、票務室等重點區域的出入管理、登記以及地鐵員工出入的自動化管理和考勤等功能。

（2）在車站、停車場、區間變電所和主變電所安裝電視監視設備，實現車站、停車場值班員、控制中心調度員、運管辦值班員、公安值班室值班員對車站公共區、設備用房、管理區等重點區域的實時視頻監控以及出入口的入侵探測、報警功能。

（3）在車站公共區、重要設備管理用房、票務室、客服中心等區域安裝乘客求助及告警設備，實現緊急情況下乘客和工作人員與車控室值班人員的視頻語音通話和報警功能。

（4）在深云控制中心（OCC）設中央級設備，實現對全線的安全防范管理功能。

（5）僑城東車輛段安防系統納入車輛段智能化系統實施，車輛段智能化系統與正線安防系統在控制中心互聯，實現正線安防系統對車輛段電視監控子系統及門禁子系統數據的調取、查看及必要的控制、管理功能。

（6）車載圖像監控系統納入乘客資訊系統實施，乘客資訊系統車載電視監控子系統與安防系統在控制中心互聯，實現安防系統對本線車載圖像的調取、查看功能。

圖1　深圳地鐵三期9號線綜合安防系統網絡拓撲圖

（7）安防系統與綜合監控系統在中央級和車站級互聯，接受綜合監控系統的模式控制信息，由綜合監控系統協調安防系統與防災報警系統、設備環境監控等系統之間的聯動。

1.2主要子系統

1.2.1安防網絡子系統

網絡子系統是安防系統的基礎傳輸平臺，擔負著車站、停車場、區間變電所和主變電所的本地數據交換，以及至控制中心的數據傳輸任務。網絡子系統由核心層和匯聚層、接入層3層網絡構成。

1.2.2安防集成管理子系統

安防集成管理子系統是整個安防系統的集成管理平臺，集中控制管理門禁子系統、電視監控子系統和乘客求助及告警子系統，并負責子系統間的聯動控制。安防集成管理子系統同時與綜合監控系統互聯（按照綜合監控系統規劃的網段接入綜合監控系統），管理與綜合監控系統（如BAS、FAS）之間的聯動。

1.2.3電視監控子系統

電視監控子系統實現對車站、列車、停車場、區間變電所、主變電所的實時視頻監控功能。電視監控子系統采用全數字化網絡監控系統，主要由前端攝像機（模擬攝像機、網絡數字攝像機）設備、數字編解碼器、管理服務器、視頻顯示終端、控制鍵盤、數字視頻存儲設備、相關應用軟件及其他輔助設備組成［1］。

1.2.4門禁子系統

門禁子系統（ACS）實現對車站、停車場、區間變電所和主變電所設備和管理用房、出入口、票務室等重點區域的自動化出入管理、登記功能，以及車站、停車場、主變電所的考勤管理功能。門禁子系統主要由服務器、門禁控制器、前端設備（門禁點控制器、讀卡器、門磁、電控鎖）及相關軟件構成。

1.2.5求助及告警子系統

求助及告警子系統主要包括設置在車站站臺層、站廳層公共區、殘疾人專用洗手間和重要設備管理用房（票務室、客服中心）的緊急告警終端設備。實現緊急情況下，乘客和工作人員與車控室值班人員的視頻通話功能和報警功能。

2　功能及特點

2.1安防網絡子系統

深圳地鐵9號線安防系統的網絡在深云控制中心設核心交換機，在各車站、停車場設匯聚層交換機和接入交換機，區間變電所、主變電所設匯聚層交換機，車站、停車場和主變電所的匯聚層交換機通過通信系統提供的千兆光口接入控制中心核心交換機。

OCC控制中心網絡系統：設數據中心級核心交換機，在核心交換機上設防火墻插卡實現對整個網絡的安全防護和隔離；同時設IPS入侵防御與檢測模塊實現對整個網絡4～7層的安全防護；外聯2臺路由器做熱備。

車站、停車場有線網絡系統：設車站級匯聚交換機，配置相應數量的千兆光口和電口連接站內其他終端設備；車站遠端設接入交換機、停車場遠端配置4臺接入交換機，接入匯聚交換機；區間變電所、主變電所配置1臺匯聚交換機，接入相鄰車站。

2.2安防集成管理子系統

深圳地鐵9號線安防集成管理子系統由控制中心和車站2級架構組成，是安防系統的運行管理核心和集成管理平臺，可滿足9號線安防系統管理的功能需求及運營實施方案和相應的管理模式需求。

2.2.1中央級系統

中央級計算機系統是安防系統的中央集中部分，實現對各車站、停車場、車輛段（由車輛段智能化系統實施）、區間變電所、主變電所的所有電視監視、門禁、乘客求助及告警設備的監控，能實現系統運作、授權、設備監測與控制、網絡管理、數據庫管理、維修管理及系統數據的集中采集、統計、保存、查詢等功能。

系統能夠靈活配置安防系統集成的各子系統之間的集成關系，以及安防系統與綜合監控系統之間的聯動關系，在網絡層對事件進行聯動控制和處理。

2.2.2車站級系統

車站級系統能集成監控本站、停車場電視監視、門禁、乘客求助及告警、安防系統機柜智能供電單元（PDU）等終端設備的運行狀態，在終端設備狀態變化時能自動接收其狀態數據，自動查詢終端設備的狀態數據。車站級服務器能保存所接收的設備狀態變化數據及日志（見圖2）。

2.3電視監控子系統

電視監控子系統主要由網絡設備、前端攝像機（模擬攝像機、網絡數字攝像機）、現場監視器，車站、停車場、區間變電所、主變電所與OCC控制、網管、錄像設備，以及車站和中心服務器等設備組成。系統由調度指揮中心（NCC）、車站級、列車3級組成，通過通信系統提供的傳輸通道搭建千兆IP網絡，實現多主機分級聯網系統。標準車站及停車場運營監控系統示意見圖3。

車站值班員可監控車站站臺、站廳、公共區、電扶梯、出入口、設備區及用房情況。停車場值班員可監控停車場內重要區域、出入口、停車場邊界情況。如深圳灣公園站，值班員除監控本站圖像外，還能夠監控僑城東車輛段內主變電所視頻監控圖像及深圳灣公園站—下沙站變電所視頻監控圖像。孖嶺站值班員除監控本站圖像外，能夠監控孖嶺站—銀湖站變電所視頻監控圖像。中心調度員可監控全線車站、停車場、車輛段（見車輛段智能化招標文件）、區間變電所、主變電所的情況，同時可監控全線在線列車內（含駕駛室）情況。

采用視頻模式識別技術對指定的監控畫面進行視頻分析，可以識別并作用以下的非正常畫面：對于特定時間內（如非運營時間）畫面有人員闖入時報警，對于畫面有人員闖入時報警同時操作云臺跟蹤闖入者，檢測到丟棄物并報警，對站臺、站廳疑似危險物給出提示，看管畫面中不準移開的物品，指定區域內侵入報警，翻越付費區邊界圍欄報警［2］。

圖2　車站級安防集成管理系統

圖3　標準車站及停車場運營監控系統示意圖

2.4門禁子系統

門禁子系統對軌道交通車站設備管理區通道門和設備管理用房進行統一監控和管理，同時用于地鐵人員的考勤自動化管理。

門禁子系統采用集中管理分散控制模式，由設置在控制中心的中央級門禁管理層（含1個發卡和授權中心）、設置在車站和停車場的車站級門禁管理層、現場設備層及通信網絡等組成3層結構：中央管理級、車站管理級、現場設備。區間變電所、主變電所的門禁設備作為現場設備接入相鄰車站管理級。中央管理級與車站管理級服務器通過以太網通道連接，車站管理級服務器與現場設備間通過以太網或現場總線方式連接。采用二級數據庫管理，即中央級數據庫和車站級數據庫。中央管理級系統數據對車站管理級系統數據作冗余設置，車站管理級服務器定時、實時或人工將本地數據上傳至中央管理級服務器，中央管理服務器更新過的數據信息也會回傳至各車站管理級服務器，實現兩級數據庫的同步（見圖4）。

圖4　門禁子系統集中管理分散控制模式示意圖

2.4.1中央管理級功能

中央管理級功能主要功能有：

（1）監控設備運行狀態、下達運作命令、設置系統運行模式。

（2）授權管理、設置門禁卡權限。

（3）圖形顯示全線門禁系統運營狀況，實時監視全線所有門的開閉狀態，實現非正常報警。

（4）在中央管理工作站實現出入記錄查詢。系統可儲存所有的進出記錄、狀態記錄，可按不同的查詢條件查詢，配備相應門禁管理軟件可實現門禁一卡通。

（5）利用不同操作密碼，實現不同級別的操作權限，可實現對全線車站操作員的密碼管理。緊急情況下，具有解除車站、停車場密碼的功能。

（6）管理中心門禁提供細致的報表查詢功能，可依照具體門、具體人員或具體時間段為條件，查詢人員通行記錄，并以相同的條件查詢報警事件及所有事件。可查詢不同權限卡片發放情況。

2.4.2車站管理級功能

車站管理級功能有：

（1）接收中央管理站的授權管理信息。當中央管理站與車站管理級分站通信中斷時，車站級門禁子系統仍能正常工作，并在網絡恢復正常時自動將故障期間的數據上傳和參數匹配。車站工作站人機界面上可地圖式顯示門禁設備狀態，并實時顯示每個房門的進出狀態和光鑰匙、門禁卡使用信息。車站級工作站可對任意一個門禁設備進行查詢。可一次性查詢或顯示所有設備當前狀態信息。

（2）實現非正常報警（包括實時記錄開啟門號、過往卡號及人員姓名、讀卡和通行狀態、門開關狀態，非正常報警等），當門禁現場發生非法狀況時，車站工作站人機界面上能彈出報警信息（聲光提示）。

（3）實現出入記錄查詢。系統可儲存所有的進出、狀態記錄。

2.4.3消防聯動功能

消防聯動功能有：門禁子系統提供與消防聯動接口，當發生火災時，系統會自動接收消防信號，便于疏散人員離開。綜合監控系統首先確認火災信息，通過綜合監控系統與綜合安防系統接口通知門禁子系統，門禁子系統控制器收到火災信息后，可根據事先定義的路線，打開相應門的電鎖，以便人員及時疏散。

2.5求助及告警子系統

求助電話主機設置在車站車控室操作臺上，接受求助通話與視頻傳送，求助對講終端以墻（柱）嵌入式安裝方式安裝在車站站臺層、站廳層公共區、車站殘疾人廁所內。采用簡易快捷一鍵式求助呼叫方式，當求助終端使用時，車控室主機自動彈出視頻畫面，實現與車控室工作人員的視頻對講功能，并實現與電視監控子系統的聯動功能。

在車站售票問訊亭、票務室等重要設備管理用房安裝緊急報警按鈕。報警按鈕的安裝位置隱蔽，方便工作人員在緊急情況下的操作。報警按鈕以硬線方式連接至車控室IBP盤和車站值班室的報警燈（或警鈴），每個報警按鈕對應一個報警燈（或警鈴），以區分不同的報警位置，同時向控制中心安防系統監控管理終端發出報警信號，并自動彈出相應監控畫面。

緊急情況下，乘客和工作人員與車控室值班人員的語音通話功能；實現車站值班員對發生緊急情況處的監視。一鍵完成呼叫和報警功能，音、視頻清晰。與錄音系統、電視監控子系統接口，對語音及視頻信息進行錄音錄像。

求助與報警子系統與安防電視監控子系統實現聯動監控，接警總機辨別發起求助報警終端的位置信息。

乘客求助與報警子系統設備具備聯網功能，提供完善的控制、管理功能和軟件以及電子地圖軟件，納入安防集成系統軟件的統一管理，實現中心和車站的兩級監控、管理功能；在監控工作站上以電子地圖方式顯示求助電話、緊急報警按鈕等終端設備的布局和工作狀態。監控管理終端記錄、查詢相關求助、報警事件。

3　特點與創新

3.1系統集成創新

將地鐵傳統的涉及安全防范且各自獨立的系統（圖像監控系統（CCTV）、門禁系統和求助及告警子系統）進行系統集成，新增統一的管理平臺——安防集成管理系統。該系統設置中央和車站2級，中心位于OCC，配置中央集成服務器、集成控制管理門禁子系統、電視監控子系統和乘客求助及告警子系統，并負責子系統間的聯動控制。同時與綜合監控系統互聯（按照綜合監控系統規劃的網段接入綜合監控系統），管理與綜合監控系統（如BAS、FAS）之間的聯動。

3.2采用全新的安防網絡系統

網絡子系統是安防系統的基礎傳輸平臺，擔負著車站、停車場、區間變電所和主變電所的本地數據交換，以及至控制中心的數據傳輸任務。網絡子系統由核心層、匯聚層、接入層3層網絡構成。

在控制中心設核心交換機，在各車站、停車場設匯聚層交換機和接入層交換機，區間變電所、主變電所設匯聚層交換機，車站、停車場和主變電所的匯聚層交換機通過通信系統接入控制中心核心交換機。各車站、停車場等接入交換機構成接入層。

網絡管理方面，對整個網絡中的網絡及安全設備進行統一管理；同時實現對服務器、操作系統、數據庫等軟硬件進行管理；為方便后期運營維護，有QoS、ACL等管理軟件便于網絡統一策略管理。根據深圳地鐵9號線安防網絡子系統總體的網絡建設需求，從建設網絡安全的高效性、可靠性、安全性、穩定性方面考慮，按長遠規劃進行整體設計的深圳地鐵9號安防網絡子系統特點顯著。

3.3行業領先的基于電視監控的安防聯動

基于電視監控的系統聯動是綜合安防系統的主要特點之一，電視監控子系統在統一平臺管理下可接收各子系統提供的聯動信號（也可接收外部，如綜合監控系統），啟動預先設定的程序，實現聯動圖像及切換顯示功能。

綜合安防系統將各功能模塊快速聯動，將門禁子系統、求助電話及報警按鈕與圖像監控子系統聯動，在經門禁系統進出辦公區、設備機房時，在乘客求助時，在值班員或售票員按動緊急報警按鈕時，監控顯示器自動彈出監控畫面；實現基于圖像監控的各種聯動。這些聯動功能的實施豐富和延伸了安防系統的有效性，使綜合安防系統的性能得到極大拓展。

4　結束語

綜合安防系統將地鐵圖像監控、門禁、乘客求助及告警等子系統，集成創新在統一平臺下。實現各子系統間的聯動，集成后的系統功能、系統拓展性和有效性在國內地鐵安防領域處于領先水平。在信息化、網絡構成和智能聯動方面行業領先。

［1］ 潘金. 鐵路視頻智能運維系統建設［J］. 中國鐵路，2014（8）：90-91.

［2］ 葛瑞鈞.地鐵視頻監控系統需求分析［J］.中國鐵路，2012（6）：95-97.

張希：深圳市地鐵集團有限公司建設總部系統設備中心，助理，廣東 深圳，518038

責任編輯苑曉蒙

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1672-061X（2016）04-0061-06