城市轨道交通综合安防集成平台实现方案研究

梁栋 张毅 潘宇

【摘  要】针对城市轨道交通安防管控智能化、信息化、自动化程度偏低的现状，论文充分解读GB 51151—2016《城市轨道交通安全防范系统工程技术规范》，并严格按照规范中的相关要求，对安防集成平台的实现方案进行深入研究。论文从子系统集成互联关系、软件平台架构、数据库平台架构多个方面进行阐述，为城市轨道交通综合安防集成平台建设提供参考。

【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.

【关键词】城市轨道交通;综合安防集成平台;监控系统集成;软件网关;微服务架构

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

【中图分类号】U231                                             【文献标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2021）02-0170-03

1 引言

为了有效应对和消除城市轨道交通公共安全威胁，需要加快城市轨道交通公共安全危机应对能力、安全防护能力与预警应急体系建设。先进的技防手段和信息化系统是保证城市轨道交通安全运营、生产和管理的基础。随着GB 51151—2016《城市轨道交通安全防范系统工程技术规范》的发布实施，城市轨道交通迫切需要建立综合安防系统，整合安全防范子系统及其功能，完善城市轨道交通安防管控体系。

安防集成平台主要由服务器、工作站、打印输出设备、交换机、信息安全系统、平台软件、通信接口设备和其他附属设备组成，平台深度集成视频监视系统、入侵报警系统、安全检查及探测系统、出入口控制系统、电子巡查系统、紧急报警系统等相关子系统功能。

2 子系统集成互联关系实现

2.1 软件网关简介

为便于系统对各类前端智能设备集成的便捷性、统一性和接口可管理性，引入自研软件网关，通过软件网关实现应用程序和硬件设备之间的连接，所有的系统指令均通过软件网关发送到设备终端，同时设备终端所有告警信息、数据流均通过软件网关推送到应用程序端。

软件网关是在采用不同体系结构或硬件协议之间进行信息互通时，用于提供协议转换、路由选择、数据交换等网络兼容功能的功能型软件。软件网关功能灵活多变，可极大提高安防平台对接子系统设备的兼容性和靈活性。

2.2 软件网关控制规则

软件网关程序需将上述设备的远程操控进行统一规范的管理。软件网关需要转发的信号包括两部分：

①设备信号-->设备平台-->软件网关-->系统;

②系统指令-->软件网关-->设备平台-->设备。

详细分类如表1所示。

①接收设备信息：主要包括报警信息和视频流，如表1所示。

②发送设备指令：主要包括对各类设备的远程操作，如表2所示。

软件网关控制程序在实现平台信号对接的同时，也支持部分底层配置和转发自动切换功能。

3 软件平台架构

安防集成平台整体设计上应用了分层架构模式，将系统分为应用层、服务层、功能层、基础层及接入层。

系统应用层继续采用分层模式进行设计。该层是系统的客户端，呈现软件功能，负责与用户交互。本层主要使用了HTML、CSS、JS等技术，使用Vue.js前端框架集成以上技术。

服务层是系统的整个核心，采用微服务架构模式，支持服务的分布式部署。本层内部再次采用分层模式进行划分，横向被分为逻辑层、实现层。逻辑层直接对应用层提供服务，实现粗粒度的系统功能，直接调用实现层实现细粒度的系统功能。实现层除了上述功能外，还完成各接入子系统的封装。

功能层为系统提供公共功能，包括分布式事务，分布式消息服务、API网关等功能。

基础层为系统提供运行环境，本系统支持两种方式容器方式和传统服务器方式。

接入层是指接入安防集成平台的子系统，包括电子巡查系统、视频监控系统、入侵报警系统、安全检查及探测系统、出入口控制系统。

4 数据库平台架构

安防集成平台数据库分为站点级安防数据库和线网中心/线路中心级数据库。各级别由三部分组成：内存数据库、关系数据库和非结构数据库。内存数据库是用于管理在线运行的数据。关系数据库主要用于存储核心业务数据，但实时性要求比较低的数据。非结构数据库主要存储事件视频数据等辅助性质数据。

5 结语

本文针对国内城市轨道交通的安防现状进行了分析，结合现状及业务需求提出基于微服务架构的城市轨道交通综合安防集成平台实现方案。方案从子系统集成互联关系、软件平台架构、数据库平台架构多个方面进行论述。平台技术支持入口统一、数据共享互通、实时准确，可以保证系统的完整性、安全性和自主性，并兼顾设计和运营模式的包容性和开放性。各微服务模块部署运行时，通过路由进行分发和响应，且相互之间互不干扰，极大提高安防集成平台整体运行的稳定性和容错性。经过研究论证，本方案研究成果能充分指导城市轨道交通综合安防集成平台建设，为城市轨道交通综合安防集成平台项目的技术路线设计、整体实现方案、业务功能规划等各个方面提供参考。

【参考文献】

【1】GB 51151—2016城市轨道交通公共安全防范系統工程技术规范[S].

【2】GB/T 38311—2019城市轨道交通安全防范通信协议与接口[S].

【3】GB 51151—2016城市轨道交通公共安全防范系统工程技术规范[S].

【4】毛宇丰，陈朝晖，鲍淑红，等.基于综合监控系统软件平台的综合安防系统研究[J].城市轨道交通研究，2018，21（S2）：1-8.