地铁环境与设备监控系统安全防护体系分析

韦复晓

（南宁轨道交通集团有限责任公司，广西南宁 530000）

1 地铁环境与设备监控系统遵循的设计原则

地铁环境和设备监控系统（BAS）通过对地铁车站和隧道内的照明，排水系统，导向系统，安全设备的管控，保障地铁的安全有效运行。为确保整个系统的完备高效性，在设计BAS 时务必保证以下原则。

（1）先进性。了解系统特性后制定出合理的设计方案，再构建出完备的通信平台，保证设计出的流程和实操技术能吻合，以便系统设计时更加先进科学。

（2）安全性。要有完备的网络防火墙，防止木马、病毒的入侵，明确设出系统访问权和检索范围，确保不会有不法分子侵入系统。

（3）实用性。设计时还必须要充分、综合地考量前瞻性和实用性，且要保证系统的性价比，避免出现前期成本过分消耗的情况。

（4）可拓展性。当今科技飞速发展，系统功能更新换代也很快，设计BAS 是也需要考虑其在未来的可拓展性，以便后期在适当位置拓新。

（5）开放性。BAS 设计完成后将是一个设有数据、网络、软件等多接口的开放性平台。

（6）模块化。BAS 的研发过程严格遵照模块化结构，确保某部门出问题时可及时被替换。

（7）互连性。BAS 与其他电子和网络设备连接，各个网关间在通信协议的保护下互连实现控制功能。

（8）便捷性。BAS 确保信息的同时，更发挥了可操作通信平台的作用，只有确保管理的便捷性才能保证平台规模不断安全的拓展。

2 地铁环境与设备监控系统信息安全防护分析

由于BAS 传递信息的方式是通过网络总线和太网，所以当信息处理存在安全问题时，会对BAS 和受控系统的安全产生不利影响。如今信息安全问题层出不穷，尤其是勒索病毒等问题让信息安全环境每况愈下。国家对此问题制定出相关法律，既能最大程度保护信息安全，又为信息安全受威胁时提供了法律保护。

迄今为止出现的信息安全问题主要由网络病毒、黑客、违规操作、木马等问题引起。尤其是黑客攻击范围不断扩展，黑客的攻击目标已经由之前的互联网深入能源、水利、化工乃至政府的工业控制系统，都是为了通过不正当手段快速获取经济利益。相关领域为应对当前的安全问题，必须尽可能对存在的风险进行分析，并制定更具有针对性的应对方案，从而保障信息处理一直安全。

3 系统功能

系统从被监视对象是可以分为两大类：①对环境参数监视和控制；②监控机电设备的运行状态和对故障设备报警。第一类提供于通风、冷源、给排水、照明、乘客导向、火灾报警等专业的接口。对车站内的机电设备有明确高效的监管作用，保证了受控设备节能高效的运行状态，提供了安全舒适的工作环境。环境与设备监控系统监控拓扑图如图1。

图1 标准车站环境与设备监控系统

（1）用传感器在室内典型区域采集温度、湿度环境参数和二氧化碳浓度，通过PID 等算法算出风机频率、冷水阀开度和调节风阀开度，结合焓值运算转换工况，既保证了室内空气质量，又防止超调，很大程度起到节能的作用。

（2）监视设备的作用是出现故障时及时报警并将故障信息传递给综合控制系统，及时止住由于设备故障可能造成的更多损失。

（3）实行单设备控制和模式控制，这样操作人员可按实际情况控制各设备的运行状况。

（4）准备有早间起运、晚间停运等一键触发模式预案，在地铁运营前执行早间起运模式，此时环境与设备监控系统会向通风照明等下达指令，是车站进入正常运行状态；晚间停运时，车站通风照明等又会按照停运模式执行，车站进入夜间模式。此方法既减轻了工人的工作量，又提高了工作效率，同时也避免了误触、遗漏操作步骤等隐患，大大提高了运营管理水平。

（5）接受FAS 系统火灾信息，主要联动通风系统执行当域的灾害模式。可控制灾害区域的相关机电设备尽快参与防灾救灾。

（6）具备冗余功能，冗余控制器满足手动自动切换功能。控制器采用双背板硬件冗余配置，当有一台不能工作或发生故障时，可有另一台保证所有设备和模式的连续、不被干扰的自动切换运行。

4 地铁环境与设备监控系统安全防护具体措施

4.1 人员的管理

BAS 控制的系统设备很多种类，主要包括通风系统、照明系统、给排水系统、安全门系统等。在车站和隧道之中这些硬件设备被使用，其具有十分广泛的运用场所，而且具有很长的运行时间。但是目前很多地铁运营场所对这些设施并没有规范的制度去管理，已经出现很明显的缺点，在照明或者通风的系统设施，而且还没有设置对其的维修护理。因此，不仅要对出入人员进行实名登记，而且必须在专门的定期检修项目中，加强对BAS 受控设备的管理。

4.2 工单自动下发

工单的填写上报在现在的城市轨道交通的维护修理制度中都是有人依照当时现状进行收集且手动操作的。在线监测系统里，值班人员需要确认好自动采集的设备故障设备，根据自动匹配与它有关的工单填报基础信息。工作完成之后，也能借助在线监测系统与既有维护维修系统的接口，从而达到工单下发流转和相应情况的整理与追踪。有了这项功能，不仅提高了工作效率，而且减少了人工作业的失误，提高了自动化程度。

4.3 建立专家库，提供作业指导，优化修制修程

在线监测系统会借助在线监测的大数据平台，进行整理归纳，从而形成标准专家库。如果出现类似信预警信息，在线监测系统会根据专家库提供自动弹出正确的处理方案，可以有效地改善由于工作人员经验不足的问题。同时，各个检测系统大范围综合，集成化，形成了对应的联动方案，也切实解决了信息的孤岛问题。在线监测系统也可能出现未记录或专家库内容不足导致无法解决的问题，在线监测系统也可提供回忆，改良等功能，经专家做出操作后，会自动更新专家库，升级改良，以便下次问题的解决。

4.4 定期进行系统检测

对于BAS 及其受控设备的观测情况包含三个方面：检查、加固、防护。要对应的系统软件进行线路及设备损耗检查、系统参数设置检测、对病毒，漏洞的检测和整体系统的检查等基础的检测是安全检查的定义；加固方面主要是对系统的终端设备，网络、无线设备，以及服务设备等外端设备的运行状况的检测和修理；安全防护指的是对网络构架登陆系统的维护，数据的检测，终端的维护等进行优化。

4.5 改善严格监控审计

要升级BAS 系统中的操作、网络、设备、系统、数据、分析能力、危险源处理能力等各项功能。要不定时优化BAS 系统中的安全资料审计、系统数据库审计、终端审计、运维审计、日常行为记录审计等功能。

4.6 门禁系统

当前机械锁还是很多地铁交通运输单位设备间的主要手段，这种方式存在很大坏处，其钥匙很容易被复制，留下了安全隐患。因此，地铁运营单位可以设置设备间的密码管理办法，安装密码锁或者职能电子锁，不仅能为进出人员设置权限，而且还可以记录来访记录，从而切实提高BAS 系统和相应设备的安全性。

4.7 地铁消防联动监控功能的分析

地铁在实施消防联动的时候，不管是车站或是地铁区域都需要使用综合监控系统，监控功能的呈现离不开准确的数据，消防联动务必处在较好的运行状态，准确地反馈信息和情报，实现地铁消防的联动监控效果。

地铁工程综合监控系统中需要比较不同时间段地铁消防联动状态，也就是根据执行消防联动后的状态信息，把它和目标联动状态加以比较，方便工作人员观察联动对象的实时状态，也可以知晓消防联动的成功与否。达到地铁消防联动和集中监控效果之后，工作人员要及时地查询火灾报警和联动情况，打印好相关数据信息，确保火灾联动报警信息的实时性和可控性，达到综合监控系统下地铁消防联动的有效运用。

在综合监控系统下，工作人员要准确地把握地铁消防联动情况，把消防联动的比较栏当作主要内容，仔细了解消防联动对象情况，一旦发现红色圆点，这就说明联动对象的联动情况不佳，没有做到有效的消防联动。这个时候需要点击红色圆点，促进单独控制，控制消防联动指令，在保证综合监控的前提下成功地完成联动对象的消防联动，进而有效地发挥消防联动的监控功能。

5 系统未来的发展方向

全球网络技术的突起，智能控制环境与设备系统，网络化方向更将发展迅速。即使当前系统内部数据传输还是封闭性强，采用专用性强的工业现场总线方案，但是，综合监控等系统级别的接口均采用灵活性更强，通用性更强的以太网接口。如果说控制器内部能加入网络模块，借助无处不在的网络无线，实现远程无线协作，加大与本地设备信息的共享性能，不仅能为厂家对设备的设备管理创造灵活性、方便性，更为运营商实现远程维护和智能维护创造了基石。各地铁的不同情况的条件，采用智能化开发更全面的联动模块，可以降低工作人员的工作量，同时降低工作上的失误。对车站各项环境参数进行参考分析，提前采取相应的应对手段，避免环境造成的危害又能极大减小能量损耗，通过一系列的方法措施，可以减小车站运营人员的设置，节约成本。

6 结束语

地铁属于地下交通工具，所处的条件复杂，地下是一个极其封闭的空间，需要给排水、空调、通风和照明等设备，需要通过环境与设备监控系统进行管控的，通过以上对ABS 设计原则及功能的分析调整，保障车站运营在具体实施方面能够发挥最优越的效果。