深圳地铁9号线综合安防系统的特点与创新

■　张　希

深圳地铁9号线综合安防系统的特点与创新

■张希

介绍地铁综合安防系统的总体架构及系统功能。以深圳地铁9号线安防系统为例，分析阐述综合安防系统各子系统构成与功能，提出地铁综合安防系统集成创新的主要特点及创新点，为快速发展的轨道交通安全运营提供参考。

地铁；安防系统；总体架构；创新

0　引言

地铁综合安防系统是深圳市地铁集团有限公司率先提出并实现的集成创新项目，它将涉及安全技术防范且各自独立的图像监控系统（CCTV）、门禁系统和紧急告警系统等集成在统一的管理平台上，为控制中心、车站值班员及时掌握各类人员进出地铁公共区、设备区提供直观的图像，纳入乘客求助电话、紧急报警按钮，并与图像监控联动，延伸和丰富了安防系统的范围和功效。其管控范围涵盖车站的出入口、站厅到站台、办公区到设备房、列车车厢、车辆段轨行区和主变电所等地铁运营的所有区域。地铁安防系统采用音频、视频、数字处理等技术，具备多种功能，各功能模块快速联动，为地铁工作人员和乘客提供多样性服务。

1　系统构成

1.1总体结构

深圳地铁9号线安防系统由安防网络子系统、安防集成管理子系统、电视监控子系统、门禁子系统、车站乘客求助及告警子系统、培训测试系统等构成。系统分为中央级、车站级和终端级3级结构。深圳地铁三期9号线共设22个地铁站、1个停车场、1个变电所（见图1），其主要功能如下：

（1）在所有车站、停车场、区间变电所和主变电所安装门禁子系统设备，实现对重要的设备和管理用房、出入口、票务室等重点区域的出入管理、登记以及地铁员工出入的自动化管理和考勤等功能。

（2）在车站、停车场、区间变电所和主变电所安装电视监视设备，实现车站、停车场值班员、控制中心调度员、运管办值班员、公安值班室值班员对车站公共区、设备用房、管理区等重点区域的实时视频监控以及出入口的入侵探测、报警功能。

（3）在车站公共区、重要设备管理用房、票务室、客服中心等区域安装乘客求助及告警设备，实现紧急情况下乘客和工作人员与车控室值班人员的视频语音通话和报警功能。

（4）在深云控制中心（OCC）设中央级设备，实现对全线的安全防范管理功能。

（5）侨城东车辆段安防系统纳入车辆段智能化系统实施，车辆段智能化系统与正线安防系统在控制中心互联，实现正线安防系统对车辆段电视监控子系统及门禁子系统数据的调取、查看及必要的控制、管理功能。

（6）车载图像监控系统纳入乘客资讯系统实施，乘客资讯系统车载电视监控子系统与安防系统在控制中心互联，实现安防系统对本线车载图像的调取、查看功能。

图1　深圳地铁三期9号线综合安防系统网络拓扑图

（7）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安防系统与防灾报警系统、设备环境监控等系统之间的联动。

1.2主要子系统

1.2.1安防网络子系统

网络子系统是安防系统的基础传输平台，担负着车站、停车场、区间变电所和主变电所的本地数据交换，以及至控制中心的数据传输任务。网络子系统由核心层和汇聚层、接入层3层网络构成。

1.2.2安防集成管理子系统

安防集成管理子系统是整个安防系统的集成管理平台，集中控制管理门禁子系统、电视监控子系统和乘客求助及告警子系统，并负责子系统间的联动控制。安防集成管理子系统同时与综合监控系统互联（按照综合监控系统规划的网段接入综合监控系统），管理与综合监控系统（如BAS、FAS）之间的联动。

1.2.3电视监控子系统

电视监控子系统实现对车站、列车、停车场、区间变电所、主变电所的实时视频监控功能。电视监控子系统采用全数字化网络监控系统，主要由前端摄像机（模拟摄像机、网络数字摄像机）设备、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、相关应用软件及其他辅助设备组成［1］。

1.2.4门禁子系统

门禁子系统（ACS）实现对车站、停车场、区间变电所和主变电所设备和管理用房、出入口、票务室等重点区域的自动化出入管理、登记功能，以及车站、停车场、主变电所的考勤管理功能。门禁子系统主要由服务器、门禁控制器、前端设备（门禁点控制器、读卡器、门磁、电控锁）及相关软件构成。

1.2.5求助及告警子系统

求助及告警子系统主要包括设置在车站站台层、站厅层公共区、残疾人专用洗手间和重要设备管理用房（票务室、客服中心）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视频通话功能和报警功能。

2　功能及特点

2.1安防网络子系统

深圳地铁9号线安防系统的网络在深云控制中心设核心交换机，在各车站、停车场设汇聚层交换机和接入交换机，区间变电所、主变电所设汇聚层交换机，车站、停车场和主变电所的汇聚层交换机通过通信系统提供的千兆光口接入控制中心核心交换机。

OCC控制中心网络系统：设数据中心级核心交换机，在核心交换机上设防火墙插卡实现对整个网络的安全防护和隔离；同时设IPS入侵防御与检测模块实现对整个网络4～7层的安全防护；外联2台路由器做热备。

车站、停车场有线网络系统：设车站级汇聚交换机，配置相应数量的千兆光口和电口连接站内其他终端设备；车站远端设接入交换机、停车场远端配置4台接入交换机，接入汇聚交换机；区间变电所、主变电所配置1台汇聚交换机，接入相邻车站。

2.2安防集成管理子系统

深圳地铁9号线安防集成管理子系统由控制中心和车站2级架构组成，是安防系统的运行管理核心和集成管理平台，可满足9号线安防系统管理的功能需求及运营实施方案和相应的管理模式需求。

2.2.1中央级系统

中央级计算机系统是安防系统的中央集中部分，实现对各车站、停车场、车辆段（由车辆段智能化系统实施）、区间变电所、主变电所的所有电视监视、门禁、乘客求助及告警设备的监控，能实现系统运作、授权、设备监测与控制、网络管理、数据库管理、维修管理及系统数据的集中采集、统计、保存、查询等功能。

系统能够灵活配置安防系统集成的各子系统之间的集成关系，以及安防系统与综合监控系统之间的联动关系，在网络层对事件进行联动控制和处理。

2.2.2车站级系统

车站级系统能集成监控本站、停车场电视监视、门禁、乘客求助及告警、安防系统机柜智能供电单元（PDU）等终端设备的运行状态，在终端设备状态变化时能自动接收其状态数据，自动查询终端设备的状态数据。车站级服务器能保存所接收的设备状态变化数据及日志（见图2）。

2.3电视监控子系统

电视监控子系统主要由网络设备、前端摄像机（模拟摄像机、网络数字摄像机）、现场监视器，车站、停车场、区间变电所、主变电所与OCC控制、网管、录像设备，以及车站和中心服务器等设备组成。系统由调度指挥中心（NCC）、车站级、列车3级组成，通过通信系统提供的传输通道搭建千兆IP网络，实现多主机分级联网系统。标准车站及停车场运营监控系统示意见图3。

车站值班员可监控车站站台、站厅、公共区、电扶梯、出入口、设备区及用房情况。停车场值班员可监控停车场内重要区域、出入口、停车场边界情况。如深圳湾公园站，值班员除监控本站图像外，还能够监控侨城东车辆段内主变电所视频监控图像及深圳湾公园站—下沙站变电所视频监控图像。孖岭站值班员除监控本站图像外，能够监控孖岭站—银湖站变电所视频监控图像。中心调度员可监控全线车站、停车场、车辆段（见车辆段智能化招标文件）、区间变电所、主变电所的情况，同时可监控全线在线列车内（含驾驶室）情况。

采用视频模式识别技术对指定的监控画面进行视频分析，可以识别并作用以下的非正常画面：对于特定时间内（如非运营时间）画面有人员闯入时报警，对于画面有人员闯入时报警同时操作云台跟踪闯入者，检测到丢弃物并报警，对站台、站厅疑似危险物给出提示，看管画面中不准移开的物品，指定区域内侵入报警，翻越付费区边界围栏报警［2］。

图2　车站级安防集成管理系统

图3　标准车站及停车场运营监控系统示意图

2.4门禁子系统

门禁子系统对轨道交通车站设备管理区通道门和设备管理用房进行统一监控和管理，同时用于地铁人员的考勤自动化管理。

门禁子系统采用集中管理分散控制模式，由设置在控制中心的中央级门禁管理层（含1个发卡和授权中心）、设置在车站和停车场的车站级门禁管理层、现场设备层及通信网络等组成3层结构：中央管理级、车站管理级、现场设备。区间变电所、主变电所的门禁设备作为现场设备接入相邻车站管理级。中央管理级与车站管理级服务器通过以太网通道连接，车站管理级服务器与现场设备间通过以太网或现场总线方式连接。采用二级数据库管理，即中央级数据库和车站级数据库。中央管理级系统数据对车站管理级系统数据作冗余设置，车站管理级服务器定时、实时或人工将本地数据上传至中央管理级服务器，中央管理服务器更新过的数据信息也会回传至各车站管理级服务器，实现两级数据库的同步（见图4）。

图4　门禁子系统集中管理分散控制模式示意图

2.4.1中央管理级功能

中央管理级功能主要功能有：

（1）监控设备运行状态、下达运作命令、设置系统运行模式。

（2）授权管理、设置门禁卡权限。

（3）图形显示全线门禁系统运营状况，实时监视全线所有门的开闭状态，实现非正常报警。

（4）在中央管理工作站实现出入记录查询。系统可储存所有的进出记录、状态记录，可按不同的查询条件查询，配备相应门禁管理软件可实现门禁一卡通。

（5）利用不同操作密码，实现不同级别的操作权限，可实现对全线车站操作员的密码管理。紧急情况下，具有解除车站、停车场密码的功能。

（6）管理中心门禁提供细致的报表查询功能，可依照具体门、具体人员或具体时间段为条件，查询人员通行记录，并以相同的条件查询报警事件及所有事件。可查询不同权限卡片发放情况。

2.4.2车站管理级功能

车站管理级功能有：

（1）接收中央管理站的授权管理信息。当中央管理站与车站管理级分站通信中断时，车站级门禁子系统仍能正常工作，并在网络恢复正常时自动将故障期间的数据上传和参数匹配。车站工作站人机界面上可地图式显示门禁设备状态，并实时显示每个房门的进出状态和光钥匙、门禁卡使用信息。车站级工作站可对任意一个门禁设备进行查询。可一次性查询或显示所有设备当前状态信息。

（2）实现非正常报警（包括实时记录开启门号、过往卡号及人员姓名、读卡和通行状态、门开关状态，非正常报警等），当门禁现场发生非法状况时，车站工作站人机界面上能弹出报警信息（声光提示）。

（3）实现出入记录查询。系统可储存所有的进出、状态记录。

2.4.3消防联动功能

消防联动功能有：门禁子系统提供与消防联动接口，当发生火灾时，系统会自动接收消防信号，便于疏散人员离开。综合监控系统首先确认火灾信息，通过综合监控系统与综合安防系统接口通知门禁子系统，门禁子系统控制器收到火灾信息后，可根据事先定义的路线，打开相应门的电锁，以便人员及时疏散。

2.5求助及告警子系统

求助电话主机设置在车站车控室操作台上，接受求助通话与视频传送，求助对讲终端以墙（柱）嵌入式安装方式安装在车站站台层、站厅层公共区、车站残疾人厕所内。采用简易快捷一键式求助呼叫方式，当求助终端使用时，车控室主机自动弹出视频画面，实现与车控室工作人员的视频对讲功能，并实现与电视监控子系统的联动功能。

在车站售票问讯亭、票务室等重要设备管理用房安装紧急报警按钮。报警按钮的安装位置隐蔽，方便工作人员在紧急情况下的操作。报警按钮以硬线方式连接至车控室IBP盘和车站值班室的报警灯（或警铃），每个报警按钮对应一个报警灯（或警铃），以区分不同的报警位置，同时向控制中心安防系统监控管理终端发出报警信号，并自动弹出相应监控画面。

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功能；实现车站值班员对发生紧急情况处的监视。一键完成呼叫和报警功能，音、视频清晰。与录音系统、电视监控子系统接口，对语音及视频信息进行录音录像。

求助与报警子系统与安防电视监控子系统实现联动监控，接警总机辨别发起求助报警终端的位置信息。

乘客求助与报警子系统设备具备联网功能，提供完善的控制、管理功能和软件以及电子地图软件，纳入安防集成系统软件的统一管理，实现中心和车站的两级监控、管理功能；在监控工作站上以电子地图方式显示求助电话、紧急报警按钮等终端设备的布局和工作状态。监控管理终端记录、查询相关求助、报警事件。

3　特点与创新

3.1系统集成创新

将地铁传统的涉及安全防范且各自独立的系统（图像监控系统（CCTV）、门禁系统和求助及告警子系统）进行系统集成，新增统一的管理平台——安防集成管理系统。该系统设置中央和车站2级，中心位于OCC，配置中央集成服务器、集成控制管理门禁子系统、电视监控子系统和乘客求助及告警子系统，并负责子系统间的联动控制。同时与综合监控系统互联（按照综合监控系统规划的网段接入综合监控系统），管理与综合监控系统（如BAS、FAS）之间的联动。

3.2采用全新的安防网络系统

网络子系统是安防系统的基础传输平台，担负着车站、停车场、区间变电所和主变电所的本地数据交换，以及至控制中心的数据传输任务。网络子系统由核心层、汇聚层、接入层3层网络构成。

在控制中心设核心交换机，在各车站、停车场设汇聚层交换机和接入层交换机，区间变电所、主变电所设汇聚层交换机，车站、停车场和主变电所的汇聚层交换机通过通信系统接入控制中心核心交换机。各车站、停车场等接入交换机构成接入层。

网络管理方面，对整个网络中的网络及安全设备进行统一管理；同时实现对服务器、操作系统、数据库等软硬件进行管理；为方便后期运营维护，有QoS、ACL等管理软件便于网络统一策略管理。根据深圳地铁9号线安防网络子系统总体的网络建设需求，从建设网络安全的高效性、可靠性、安全性、稳定性方面考虑，按长远规划进行整体设计的深圳地铁9号安防网络子系统特点显著。

3.3行业领先的基于电视监控的安防联动

基于电视监控的系统联动是综合安防系统的主要特点之一，电视监控子系统在统一平台管理下可接收各子系统提供的联动信号（也可接收外部，如综合监控系统），启动预先设定的程序，实现联动图像及切换显示功能。

综合安防系统将各功能模块快速联动，将门禁子系统、求助电话及报警按钮与图像监控子系统联动，在经门禁系统进出办公区、设备机房时，在乘客求助时，在值班员或售票员按动紧急报警按钮时，监控显示器自动弹出监控画面；实现基于图像监控的各种联动。这些联动功能的实施丰富和延伸了安防系统的有效性，使综合安防系统的性能得到极大拓展。

4　结束语

综合安防系统将地铁图像监控、门禁、乘客求助及告警等子系统，集成创新在统一平台下。实现各子系统间的联动，集成后的系统功能、系统拓展性和有效性在国内地铁安防领域处于领先水平。在信息化、网络构成和智能联动方面行业领先。

［1］ 潘金. 铁路视频智能运维系统建设［J］. 中国铁路，2014（8）：90-91.

［2］ 葛瑞钧.地铁视频监控系统需求分析［J］.中国铁路，2012（6）：95-97.

张希：深圳市地铁集团有限公司建设总部系统设备中心，助理，广东 深圳，518038

责任编辑苑晓蒙

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