城市軌道交通綜合安防集成平臺實現方案研究

梁棟 張毅 潘宇

【摘? 要】針對城市軌道交通安防管控智能化、信息化、自動化程度偏低的現狀，論文充分解讀GB 51151—2016《城市軌道交通安全防范系統工程技術規范》，并嚴格按照規范中的相關要求，對安防集成平臺的實現方案進行深入研究。論文從子系統集成互聯關系、軟件平臺架構、數據庫平臺架構多個方面進行闡述，為城市軌道交通綜合安防集成平臺建設提供參考。

【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.

【關鍵詞】城市軌道交通;綜合安防集成平臺;監控系統集成;軟件網關;微服務架構

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

【中圖分類號】U231? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）02-0170-03

1 引言

為了有效應對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應對能力、安全防護能力與預警應急體系建設。先進的技防手段和信息化系統是保證城市軌道交通安全運營、生產和管理的基礎。隨著GB 51151—2016《城市軌道交通安全防范系統工程技術規范》的發布實施，城市軌道交通迫切需要建立綜合安防系統，整合安全防范子系統及其功能，完善城市軌道交通安防管控體系。

安防集成平臺主要由服務器、工作站、打印輸出設備、交換機、信息安全系統、平臺軟件、通信接口設備和其他附屬設備組成，平臺深度集成視頻監視系統、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、緊急報警系統等相關子系統功能。

2 子系統集成互聯關系實現

2.1 軟件網關簡介

為便于系統對各類前端智能設備集成的便捷性、統一性和接口可管理性，引入自研軟件網關，通過軟件網關實現應用程序和硬件設備之間的連接，所有的系統指令均通過軟件網關發送到設備終端，同時設備終端所有告警信息、數據流均通過軟件網關推送到應用程序端。

軟件網關是在采用不同體系結構或硬件協議之間進行信息互通時，用于提供協議轉換、路由選擇、數據交換等網絡兼容功能的功能型軟件。軟件網關功能靈活多變，可極大提高安防平臺對接子系統設備的兼容性和靈活性。

2.2 軟件網關控制規則

軟件網關程序需將上述設備的遠程操控進行統一規范的管理。軟件網關需要轉發的信號包括兩部分：

①設備信號-->設備平臺-->軟件網關-->系統;

②系統指令-->軟件網關-->設備平臺-->設備。

詳細分類如表1所示。

①接收設備信息：主要包括報警信息和視頻流，如表1所示。

②發送設備指令：主要包括對各類設備的遠程操作，如表2所示。

軟件網關控制程序在實現平臺信號對接的同時，也支持部分底層配置和轉發自動切換功能。

3 軟件平臺架構

安防集成平臺整體設計上應用了分層架構模式，將系統分為應用層、服務層、功能層、基礎層及接入層。

系統應用層繼續采用分層模式進行設計。該層是系統的客戶端，呈現軟件功能，負責與用戶交互。本層主要使用了HTML、CSS、JS等技術，使用Vue.js前端框架集成以上技術。

服務層是系統的整個核心，采用微服務架構模式，支持服務的分布式部署。本層內部再次采用分層模式進行劃分，橫向被分為邏輯層、實現層。邏輯層直接對應用層提供服務，實現粗粒度的系統功能，直接調用實現層實現細粒度的系統功能。實現層除了上述功能外，還完成各接入子系統的封裝。

功能層為系統提供公共功能，包括分布式事務，分布式消息服務、API網關等功能。

基礎層為系統提供運行環境，本系統支持兩種方式容器方式和傳統服務器方式。

接入層是指接入安防集成平臺的子系統，包括電子巡查系統、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。

4 數據庫平臺架構

安防集成平臺數據庫分為站點級安防數據庫和線網中心/線路中心級數據庫。各級別由三部分組成：內存數據庫、關系數據庫和非結構數據庫。內存數據庫是用于管理在線運行的數據。關系數據庫主要用于存儲核心業務數據，但實時性要求比較低的數據。非結構數據庫主要存儲事件視頻數據等輔助性質數據。

5 結語

本文針對國內城市軌道交通的安防現狀進行了分析，結合現狀及業務需求提出基于微服務架構的城市軌道交通綜合安防集成平臺實現方案。方案從子系統集成互聯關系、軟件平臺架構、數據庫平臺架構多個方面進行論述。平臺技術支持入口統一、數據共享互通、實時準確，可以保證系統的完整性、安全性和自主性，并兼顧設計和運營模式的包容性和開放性。各微服務模塊部署運行時，通過路由進行分發和響應，且相互之間互不干擾，極大提高安防集成平臺整體運行的穩定性和容錯性。經過研究論證，本方案研究成果能充分指導城市軌道交通綜合安防集成平臺建設，為城市軌道交通綜合安防集成平臺項目的技術路線設計、整體實現方案、業務功能規劃等各個方面提供參考。

【參考文獻】

【1】GB 51151—2016城市軌道交通公共安全防范系統工程技術規范[S].

【2】GB/T 38311—2019城市軌道交通安全防范通信協議與接口[S].

【3】GB 51151—2016城市軌道交通公共安全防范系統工程技術規范[S].

【4】毛宇豐，陳朝暉，鮑淑紅，等.基于綜合監控系統軟件平臺的綜合安防系統研究[J].城市軌道交通研究，2018，21（S2）：1-8.