地鐵環境與設備監控系統安全防護體系分析

韋復曉

（南寧軌道交通集團有限責任公司，廣西南寧 530000）

1 地鐵環境與設備監控系統遵循的設計原則

地鐵環境和設備監控系統（BAS）通過對地鐵車站和隧道內的照明，排水系統，導向系統，安全設備的管控，保障地鐵的安全有效運行。為確保整個系統的完備高效性，在設計BAS 時務必保證以下原則。

（1）先進性。了解系統特性后制定出合理的設計方案，再構建出完備的通信平臺，保證設計出的流程和實操技術能吻合，以便系統設計時更加先進科學。

（2）安全性。要有完備的網絡防火墻，防止木馬、病毒的入侵，明確設出系統訪問權和檢索范圍，確保不會有不法分子侵入系統。

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

（4）可拓展性。當今科技飛速發展，系統功能更新換代也很快，設計BAS 是也需要考慮其在未來的可拓展性，以便后期在適當位置拓新。

（5）開放性。BAS 設計完成后將是一個設有數據、網絡、軟件等多接口的開放性平臺。

（6）模塊化。BAS 的研發過程嚴格遵照模塊化結構，確保某部門出問題時可及時被替換。

（7）互連性。BAS 與其他電子和網絡設備連接，各個網關間在通信協議的保護下互連實現控制功能。

（8）便捷性。BAS 確保信息的同時，更發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模不斷安全的拓展。

2 地鐵環境與設備監控系統信息安全防護分析

由于BAS 傳遞信息的方式是通過網絡總線和太網，所以當信息處理存在安全問題時，會對BAS 和受控系統的安全產生不利影響。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境每況愈下。國家對此問題制定出相關法律，既能最大程度保護信息安全，又為信息安全受威脅時提供了法律保護。

迄今為止出現的信息安全問題主要由網絡病毒、黑客、違規操作、木馬等問題引起。尤其是黑客攻擊范圍不斷擴展，黑客的攻擊目標已經由之前的互聯網深入能源、水利、化工乃至政府的工業控制系統，都是為了通過不正當手段快速獲取經濟利益。相關領域為應對當前的安全問題，必須盡可能對存在的風險進行分析，并制定更具有針對性的應對方案，從而保障信息處理一直安全。

3 系統功能

系統從被監視對象是可以分為兩大類：①對環境參數監視和控制；②監控機電設備的運行狀態和對故障設備報警。第一類提供于通風、冷源、給排水、照明、乘客導向、火災報警等專業的接口。對車站內的機電設備有明確高效的監管作用，保證了受控設備節能高效的運行狀態，提供了安全舒適的工作環境。環境與設備監控系統監控拓撲圖如圖1。

圖1 標準車站環境與設備監控系統

（1）用傳感器在室內典型區域采集溫度、濕度環境參數和二氧化碳濃度，通過PID 等算法算出風機頻率、冷水閥開度和調節風閥開度，結合焓值運算轉換工況，既保證了室內空氣質量，又防止超調，很大程度起到節能的作用。

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

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

（4）準備有早間起運、晚間停運等一鍵觸發模式預案，在地鐵運營前執行早間起運模式，此時環境與設備監控系統會向通風照明等下達指令，是車站進入正常運行狀態；晚間停運時，車站通風照明等又會按照停運模式執行，車站進入夜間模式。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，大大提高了運營管理水平。

（5）接受FAS 系統火災信息，主要聯動通風系統執行當域的災害模式。可控制災害區域的相關機電設備盡快參與防災救災。

（6）具備冗余功能，冗余控制器滿足手動自動切換功能。控制器采用雙背板硬件冗余配置，當有一臺不能工作或發生故障時，可有另一臺保證所有設備和模式的連續、不被干擾的自動切換運行。

4 地鐵環境與設備監控系統安全防護具體措施

4.1 人員的管理

BAS 控制的系統設備很多種類，主要包括通風系統、照明系統、給排水系統、安全門系統等。在車站和隧道之中這些硬件設備被使用，其具有十分廣泛的運用場所，而且具有很長的運行時間。但是目前很多地鐵運營場所對這些設施并沒有規范的制度去管理，已經出現很明顯的缺點，在照明或者通風的系統設施，而且還沒有設置對其的維修護理。因此，不僅要對出入人員進行實名登記，而且必須在專門的定期檢修項目中，加強對BAS 受控設備的管理。

4.2 工單自動下發

工單的填寫上報在現在的城市軌道交通的維護修理制度中都是有人依照當時現狀進行收集且手動操作的。在線監測系統里，值班人員需要確認好自動采集的設備故障設備，根據自動匹配與它有關的工單填報基礎信息。工作完成之后，也能借助在線監測系統與既有維護維修系統的接口，從而達到工單下發流轉和相應情況的整理與追蹤。有了這項功能，不僅提高了工作效率，而且減少了人工作業的失誤，提高了自動化程度。

4.3 建立專家庫，提供作業指導，優化修制修程

在線監測系統會借助在線監測的大數據平臺，進行整理歸納，從而形成標準專家庫。如果出現類似信預警信息，在線監測系統會根據專家庫提供自動彈出正確的處理方案，可以有效地改善由于工作人員經驗不足的問題。同時，各個檢測系統大范圍綜合，集成化，形成了對應的聯動方案，也切實解決了信息的孤島問題。在線監測系統也可能出現未記錄或專家庫內容不足導致無法解決的問題，在線監測系統也可提供回憶，改良等功能，經專家做出操作后，會自動更新專家庫，升級改良，以便下次問題的解決。

4.4 定期進行系統檢測

對于BAS 及其受控設備的觀測情況包含三個方面：檢查、加固、防護。要對應的系統軟件進行線路及設備損耗檢查、系統參數設置檢測、對病毒，漏洞的檢測和整體系統的檢查等基礎的檢測是安全檢查的定義；加固方面主要是對系統的終端設備，網絡、無線設備，以及服務設備等外端設備的運行狀況的檢測和修理；安全防護指的是對網絡構架登陸系統的維護，數據的檢測，終端的維護等進行優化。

4.5 改善嚴格監控審計

要升級BAS 系統中的操作、網絡、設備、系統、數據、分析能力、危險源處理能力等各項功能。要不定時優化BAS 系統中的安全資料審計、系統數據庫審計、終端審計、運維審計、日常行為記錄審計等功能。

4.6 門禁系統

當前機械鎖還是很多地鐵交通運輸單位設備間的主要手段，這種方式存在很大壞處，其鑰匙很容易被復制，留下了安全隱患。因此，地鐵運營單位可以設置設備間的密碼管理辦法，安裝密碼鎖或者職能電子鎖，不僅能為進出人員設置權限，而且還可以記錄來訪記錄，從而切實提高BAS 系統和相應設備的安全性。

4.7 地鐵消防聯動監控功能的分析

地鐵在實施消防聯動的時候，不管是車站或是地鐵區域都需要使用綜合監控系統，監控功能的呈現離不開準確的數據，消防聯動務必處在較好的運行狀態，準確地反饋信息和情報，實現地鐵消防的聯動監控效果。

地鐵工程綜合監控系統中需要比較不同時間段地鐵消防聯動狀態，也就是根據執行消防聯動后的狀態信息，把它和目標聯動狀態加以比較，方便工作人員觀察聯動對象的實時狀態，也可以知曉消防聯動的成功與否。達到地鐵消防聯動和集中監控效果之后，工作人員要及時地查詢火災報警和聯動情況，打印好相關數據信息，確保火災聯動報警信息的實時性和可控性，達到綜合監控系統下地鐵消防聯動的有效運用。

在綜合監控系統下，工作人員要準確地把握地鐵消防聯動情況，把消防聯動的比較欄當作主要內容，仔細了解消防聯動對象情況，一旦發現紅色圓點，這就說明聯動對象的聯動情況不佳，沒有做到有效的消防聯動。這個時候需要點擊紅色圓點，促進單獨控制，控制消防聯動指令，在保證綜合監控的前提下成功地完成聯動對象的消防聯動，進而有效地發揮消防聯動的監控功能。

5 系統未來的發展方向

全球網絡技術的突起，智能控制環境與設備系統，網絡化方向更將發展迅速。即使當前系統內部數據傳輸還是封閉性強，采用專用性強的工業現場總線方案，但是，綜合監控等系統級別的接口均采用靈活性更強，通用性更強的以太網接口。如果說控制器內部能加入網絡模塊，借助無處不在的網絡無線，實現遠程無線協作，加大與本地設備信息的共享性能，不僅能為廠家對設備的設備管理創造靈活性、方便性，更為運營商實現遠程維護和智能維護創造了基石。各地鐵的不同情況的條件，采用智能化開發更全面的聯動模塊，可以降低工作人員的工作量，同時降低工作上的失誤。對車站各項環境參數進行參考分析，提前采取相應的應對手段，避免環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，可以減小車站運營人員的設置，節約成本。

6 結束語

地鐵屬于地下交通工具，所處的條件復雜，地下是一個極其封閉的空間，需要給排水、空調、通風和照明等設備，需要通過環境與設備監控系統進行管控的，通過以上對ABS 設計原則及功能的分析調整，保障車站運營在具體實施方面能夠發揮最優越的效果。