城市轨道交通综合安防系统设计浅析 - 安防知识网 - 资讯

地铁是城市轨道交通中最重要的组成部分，也一直是安防行业中倍受看好的领域。在地铁安防中主要有哪些子系统？其设计有何讲究？本文将为您一一讲述。

城市快速轨道交通（rail rapid transit，RRT)作为城市公共交通系统的一个重要组成部分，在中国国家标准《城市公共交通常用名词术语》中，将其定义为“通常以电能为动力，采取轮轨运转方式的快速大运量公共交通之总称。” 城市快速轨道交通（以下简称“城市轨道交通”）包括地铁、轻轨、有轨电车、磁悬浮列车等多种类型。因为有轨电车和磁悬浮列车所占市场份额很少，所以一般泛指地铁和轻轨，划分两者的依据是单向最大高峰小时客流量的大小。采用中等载客量车厢，能适应远期单向最大高峰小时客流量1.5~3.0万人次的称为轻轨；采用大载客量车厢，能适应远期单向最高高峰小时客流量为3.0~6.0万人次的统称为地铁。

城市轨道交通综合安防系统
城市轨道交通智能化系统包括综合监控系统、乘客资讯系统、综合安防系统、通信系统、自动售检票系统和信号系统。

在几大系统中，地铁综合安防系统与乘客资讯系统原来都属于地铁通信系统的子系统，近年来，随着全数字视频监控系统的发展，同时为了满足运营监控和公安监控的需求，及其对多媒体资讯的渴望，综合安防系统的建设规模越来越庞大，经常独立设置标段招标。

目前，国内城市轨道交通行业对综合安防系统的划分不尽相同。以深圳地铁为例，综合安防系统一般由安防网络子系统（其它专业或标段提供）、安防集成管理子系统、综合电视监视子系统、门禁子系统、入侵探测系统（也称电子围墙系统）以及车站紧急告警子系统等构成。主要针对全线车站、车辆段、停车场、主变电所的设备和管理用房、出入口、票务室、银行等重点区域的出入管理、登记、实时视频监控和入侵探测等功能，从而有效保障运营安全。

综合安防系统分为中央级、车站级和终端级三级结构。一般情况下，综合安防系统与综合监控系统在中央级和车站级互联，接受综合监控系统的模式控制信息，由综合监控系统协调综合安防系统与火灾自动报警系统、环境与设备监控系统等之间的联动。

城市轨道交通综合安防系统各子系统设计
安防网络子系统
网络子系统是综合安防系统的基础传输平台，担负着车站/列车、车辆段、停车场和主变电所的本地数据交换，以及控制中心的数据传输任务。全数字视频监控系统的建设，以及车地之间实时视频传输的要求，也引发了传输网络建设的重大变革。 [nextpage]

网络系统由核心层、汇聚层和接入层三层网络构成。骨干传输网络采用千兆/万兆冗余星型/环型结构，车站接入网络推荐采用百兆/千兆冗余星型结构，车载网络系统推荐采用工业以太网交换机，百兆星型/环型结构。在控制中心设核心交换机（中心骨干网交换机），在各车站设汇聚层交换机（车站骨干网交换机），在各车站/列车、主变电所设接入层交换机。汇聚层交换机通过千兆/万兆光接口接入核心交换机，接入层交换机通过千兆接口接入汇聚层交换机，服务器、工作站、控制器等设备均接入接入层交换机。区间（隧道）的AP推荐采用光电转换器+光缆以星型拓扑结构接入到车站接入交换机。

安防集成管理子系统
安防集成管理子系统是整个综合安防系统的集成管理平台，集中管理门禁、综合电视监控、入侵探测和紧急告警等系统，并负责这些系统间的联动控制。同时与综合监控系统互联，管理与综合监控系统（包括BAS、FAS）之间的联动。

集成管理系统可以依据智能化安全策略管理的设置，并结合地铁系统中实际业务流程的特点，制定各种自动、半自动的智能化模式。一方面可以指导实际操作人员对突发事件进行正确有效的处理，另一方面也可以通过操作日志的纪录来界定操作人员的实际工作效率。

集成管理系统采用“集散管理、本地自治”的策略，由中央级和车站级两级数据库结合的方式构成。中央级和车站级系统对数据进行定时和手工冗余，以实现集散管理的目的；中央级系统则采用双机热备方式，当中央级系统或通讯网络出现故障时，车站级系统可以依赖于本地数据库进行“本地自治”，而不至于引起全系统的瘫痪。

综合电视监视子系统
综合电视监控子系统主要用于实现对车站、列车、车辆段、停车场、主变电所和地面、高架线路区间的实时视频监控。综合电视监控子系统采用全数字化网络监控系统，图像编码采用MPEG-2/4双压缩格式，主要由前端摄像机、数字编解码器、管理服务器、视频显示终端、控制键盘、数字视频存储设备、以及相关应用软件和其它辅助设备组成。前端模拟视频图像传输至车站弱电综合机械室，通过视频分配器输出4路图像：一路经数字视频编码器压缩编码后接入本站的接入交换机，完成本站视频交换、传输功能；一路接入警用通信机械室内的数字硬盘录像机，经环路输出端口接入本地模拟视频交换矩阵；一路用于智能视频分析；一路作为预留。

一般情况下，都是在弱电综合机械室设服务器来实现本站闭路电视监控系统的配置和管理功；在车控室设综合安防管理终端实现对视频图像的监视、控制、查询、调用和管理；车控室还会设两台监视器和控制键盘用于行车和防灾监视；在站台监控亭设监视器用于行车监视；监控终端一般设置在站长室，主要用于站务监视；在司机停车位处设监视器，实现司机对本侧站台乘客候车情况的实时监控。在控制中心、车站和车辆段都设有磁盘阵列，采用IP SAN方式存储本地视频信息，通常对本站图像的存储时长都将达到7天以上。

门禁子系统
门禁系统（ACS）主要用于对重点区域的自动化出入管理、登记功能，以及车站考勤管理功能，如管理用房、出入口、票务室等。门禁系统主要由服务器、门禁控制器（含网络控制器、读卡控制器）、前端设备（读卡器、门磁、自动闭门器、电控锁）及相关软件构成。[nextpage]

地铁安防中的门禁系统一般采用三层结构模式：现场设备、车站管理级和中央管理级。控制中心都会设立一个中央管理级，然后在各车站、车辆段、停车场设立车站管理级，主变电所的门禁设备作为现场设备接入相邻车站管理级。中央管理级与车站级通过以太网通道连接，车站级与现场设备间通过以太网或现场总线方式连接。

门禁子系统的构架，在正常情况下可由中央级系统直接实现集中监控，在中央级系统故障情况下选择由车站级系统实现本地自治。

入侵探测系统
入侵探测系统（也称电子围墙系统）用于探测是否有入侵物体进入车辆段、停车场周界、地面和高架区段，有效保障地铁运营安全，实现预防性报警功能。

入侵探测系统主要由激光探测设备、总线报警主机及监控管理终端构成。激光探测设备通过总线扩展模块接入总线报警主机，总线报警主机通过TCP/IP网络接入综合安防管理系统。当激光入侵探测设备检测到并确认非法入侵事件发生时，综合安防管理终端发出声光报警信号，并以电子地图方式显示入侵位置，同时自动弹出相应的监控画面进行摄像、存储和确认。

车站紧急告警子系统
紧急告警子系统主要包括设置在车站站台层、站厅层公共区和重要设备管理用房（票务室、售票问讯处）的紧急告警终端设备。实现紧急情况下，乘客和工作人员与车控室值班人员的语音通话及报警。

本系统主要由报警主机、求助电话、紧急报警按钮、公安值班室报警灯（或警铃）和监控管理终端构成。求助电话与设置在车站车控室操作台上的报警主机采用总线形式连接，可实现与车控制工作人员的视频对讲。报警主机接受车站求助电话的报警，求助电话的视频信号及报警主机的音频信号通过视频编码器经TCP/IP网络连接到车控室监控管理终端。在使用求助电话时，通过解码板的报警输出可实现求助电话的报警信号与视频监控系统联动，车控室监控管理终端能够自动弹出相应监控画面。

结语
早期城市轨道交通建设中一般不设立综合安防系统，各个安防子系统独立运作，之间实现简单联动功能。作为综合安防系统的核心——视频监控系统主要采用模拟视频方式，结合数字硬盘存储方式。

目前，城市轨道交通综合安防领域逐渐由分立的安防系统向综合安防系统方向发展，呈现数字化网络化的态势。针对城市轨道交通领域，综合安防系统厂家和系统集成商不断推出新技术，新设备和新的解决方案，包括安防集成平台、智能视频分析单元设备、磁盘阵列等。随着城市轨道交通的不断发展，自然带动了综合安防系统的发展，给众多的综合安防系统产品供应商和系统集成商带来了无限商机。

作者简介：
①林必毅，深圳市赛为智能股份有限公司总裁助理兼技术总监。
②周清华，深圳市赛为智能股份有限公司技术中心副主任。
③周俊，深圳市赛为智能股份有限公司资深设计师。