高实时性地铁综合监控系统的安全防护方案研究

发布时间：2020-06-10

　　摘要：近年来，我国的交通行业有了很大进展，轨道交通工程建设越来越多。综合监控系统是信息化和自动化高度融合的大型集成系统.该系统集成了城市轨道交通车站、隧道、车辆段、停车场、控制中心等区域内的多个自动化、信息化子系统，并在同一软件平台上对各子系统进行统一监视、控制、管理，实现各自动化和信息化系统的数据共享、信息互通、系统联动控制等功能.对高实时性要求下的城市轨道交通ISCS安全防护方案进行了研究，给出了典型的安全防护设计方案，并提出了等保测评的方法。

　　关键词：地铁综合监控;系统构成;优化

　　引言

　　随着地铁交通的发展，地铁运行朝向自动化的方向进步，地铁通行在实现自动化的过程中离不开综合监控，综合监控承载着整个地铁工程的自动化操作，还能控制电力监控，满足地铁运行的需求。地铁综合监控中比较重要的就是人机界面设计，人机界面连接着功能和操作，工作人员通过人机界面的操作指令和按钮控制综合监控在地铁运行中的应用，规范地铁综合监控中人机界面的设计，确保综合监控人机界面的友好型及实用性。

　　1地铁综合监控系统概述

　　地铁综合监控系统借助于互联模式来综合多种子系统，以此来完善子系统各个设备的运行状态，对其进行实时监控与管理，从而实现地铁信息互通、资源共享，同时也实现了自动化水平的有效提升，得到了很好的可靠性与响应性。不过，即使是有数据处理还是运行空间的储备，如果没有很好的选择、采集和优化管理，那么运行效率也依然得不到满意。所以，监控系统的关键任务在于信息的采集优化以及管理升级，这样才能够最大限度的发挥地铁综合监控系统的功能与价值。

　　2地铁综合监控中人机界面分析

　　现阶段地铁工程朝向多样化的方向发展，这样会增加地铁运行控制的难度，为了简化地铁综合监控控制，需设计人机界面，操作人员通过人机界面直接控制综合监控系统，进而控制地铁的运行，完善地铁的调度工作。地铁综合监控系统并不是独立存在的，而是多个系统交互生成，致力于完成统一性的调度工作，例如地铁综合监控中的现场监控、通信监控、调度监控等都是同一时间进行监控的，这时就需要人机界面把这些控制功能集中起来，共享数据信息，合理应用各项信息，提高综合监控中的决策水平，同时为地铁运行提供优质的监控服务，提高地铁运行的安全性。

　　3地铁视频监控系统的结构分析

　　3.1传统多级系统框架结构

　　地铁监控体系是一种多级别的框架，所以，体系存在的可靠性需要依托多级别框架。传统模式下的地铁视频监控体系不只是在单级别领域内存在一些问题，还在多级别系统框架中存在不足。对于传统的地铁视频监控系统处理计划，在最上级的平台中，设置了统一化管理服务器，此服务器以管理注册的模式或权限管理的模式存在，作用是给予前端一切设备的管理进行注册以及权限配置处理。

　　3.2画面要素

　　人机界面设计的核心要素就是画面，画面要素反应了设计的功能，根据地铁综合监控的实际需求设计功能和画面要素，把功能和画面要素对应起来。例举人机界面设计中画面要素的设计，如：设计按钮要素，按钮与Word中的页眉很相似，按钮固定到人机界面的指定区域，按钮下对应着监控的内容，如地铁线路、地铁站名称等，按钮是人机界面的导航，用户点击按钮图标就可以浏览对应的系统，比如人机界面中可以设计导航树，导航树是由不同按钮构成的，这样可以快速的找到想要查询的功能点，也可以随时调出监控的画面。

　　3.3先进的多级别系统框架模式

　　该结构设置借助上级管理区域(包括派出所)配置相应的热备冗余管理服务器，有效地管理下面管辖体系中多个车站以及派出所的管理服务器设备，每种管理服务器在产生故障后都受会到热备服务器的接管作用影响。依据NGN结构框架带来的业务流以及控制流分流科学技术，尤其是服务器的N+1热备先进技术，平稳切换控制流，并且业务流的交换流程在本地区可以完成的可靠性技术，能够在很大程度上体现经济实用性。

　　4地铁综合监控系统优化策略应用分析

　　4.1优化方案

　　首先，结合联调期间的具体情况进行状态的调试，确保信息的合理性与安全性;然后，采用专业的现场设备进行管理与规划;其次，结合综合监控系统中滑动门有图元的显示情况，对于PSD中的各种重要事件的控制情况进行分析，在不影响到操作人员观看的情况下进行调度、分析。最后，通过结合联调过程中的运营数据对比分析，事件的需要程度和减轻服务器数据的处理方法以及不影响PSD正常监视的情况下对数据进行调取，这样一来才能够制定更为合理的技术方案来解决滑动门状态失常导致数据量过大的问题。

　　4.2功能界面设计

　　功能界面在地铁综合监控系统内负责收集子系统的数据，执行数据采集、数据处理的命令。综合监控系统内汇集了地铁工程的运行数据，完成所有数据的梳理工作，确保数据能够存储在系统的制定位置内。功能界面实现了指令和功能的交互，两者采用网络接口、串行接口实行对接，在预订的通讯协议下完成功能交互工作。功能界面专门用于监督地铁的运行状态，监视地铁上运行设备的实际情况，一旦发现异常情况立即给出功能画面提示，比如画面闪烁、动画闪烁、声音报警等，确保工作人员能够注意到地铁综合监控系统的功能，工作人员具备解除报警的权限，工作人员根据画面提示控制地铁综合监控系统现场的运行设备，如果地铁处于非常危险的状态，工作人员则没有操作权限，这样是为了确保地铁综合监控下的运行设备能够处在自我保护的状态，以免再次发生误动或事故。

　　4.3控制中心视频监控子系统

　　1)控制终端设置的模拟键盘产生切换指令，选择需要观察的摄像头编号以及操作事项;视频监控体系中，要设置一定的视频服务器，判断发起切换操作用户的具体权限，若操作用户是运营控制中心调度以及公安用户，可以进行视频切换处理;若车站用户仅可以进行本站点切换，应直接向控制终端输入失败信息。2)在权限允许的情况下，服务器可以判断切换的新图像和原图像是否存在相同的车站中，确定后，控制车站切换矩阵到图像上，返回切换成功后，把信息转换到服务器中，最后通过服务器控制视频监控体系的终端体系。3)如果铁环的图像和原有图像并不处于相同的车站，需要查询目标车站中对空闲编码器的设置，如果没有，要对控制终端进行失败信息的处理。4)如果目标车站存在空闲编码器，服务器发起指令时，目标车站的矩阵要把需求的目标摄像机图像传给空闲编码器，通过编码器向控制中心传递地铁运行的视频，并且及时关闭原有图像给予编码器的输入指令，向服务中进行成功信息的输入，由此保证服务器和控制终端体系信息的成功切换。

　　结语

　　综上所述，地铁综合监控系统在地铁自动化进程中扮演着十分重要的角色，其不但需要完善行车、电力管理以及票务和信号服务等功能，同时还需要保障行车基本安全，提供必要的乘车服务，以此来确保行业的进步与发展。立足于现状，地铁综合监控系统需要根据实际情况选择相应的结构类型，通过对比优化，选择合适的技术方案，以此来实现数据服务为核心的监控系统建设目标，处理并传递服务信息，确保服务效果。——论文作者：汪波 1 赵健 2 陈伟 1

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