背景

隨著自動化以及智能化技術(shù)的發(fā)展，對地鐵運行安全和管理水平要求不斷提高。運營過程中被監(jiān)控對象之間的關(guān)系越來與復(fù)雜，對信息采集和處理的時效性要求越來越高。運行過程中的監(jiān)視、控制、操作和管理漸趨集中，運行的安全性可靠性越來越受到重視，對資源共享和信息共享的要求也越來越高。為了確保運行安全和各系統(tǒng)的安全可靠運行，方便操作人員和管理人員對運行過程實施全面的集中監(jiān)控和管理，綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運而生。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用了大量先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制和監(jiān)測等基本功能，且可根據(jù)需要實現(xiàn)電力監(jiān)控子系統(tǒng)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、自動售檢票系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、隧道通風系統(tǒng)、集中供冷系統(tǒng)等各種軌道交通機電系統(tǒng)之間的聯(lián)動。與傳統(tǒng)的各系統(tǒng)獨立運行的方式相比，綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有信息互相程度高、工作效率高節(jié)能、系統(tǒng)間協(xié)調(diào)互動、結(jié)構(gòu)緊湊、重復(fù)投資低的特點，并且大幅提高了地鐵監(jiān)控的自動化水平，消除了大量安全隱患等優(yōu)點，滿足了提高運行安全性可靠性，提高地鐵運行服務(wù)水平的要求。

自動化、智能化技術(shù)雖為地鐵運行帶來極大的益處，但由于軌道交通機電系統(tǒng)設(shè)備眾多，分布范圍廣，綜合監(jiān)控系統(tǒng)變得越來越龐大、復(fù)雜，與外界聯(lián)系越來越緊密，這使得綜合監(jiān)控系統(tǒng)的運行安全越來越容易受到網(wǎng)絡(luò)威脅的影響，也對軌道交通行業(yè)從業(yè)人員提出了新的挑戰(zhàn)。只有深入研究地鐵各類自動化系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)安全方面存在的弱點，才能開發(fā)出完善的網(wǎng)絡(luò)安全保護措施，才能保證地鐵系統(tǒng)安全可靠地運行，為國民經(jīng)濟的快速發(fā)展提供堅實可靠的基礎(chǔ)。

為此，博智安全科技股份有限公司匯集各方專業(yè)力量，全力研發(fā)軌道交通自動化、智能化仿真產(chǎn)品，專為網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域打造了用于軌道交通的網(wǎng)絡(luò)安全靶場解決方案。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)介紹

綜合監(jiān)控系統(tǒng)由中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)、車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)、車輛段綜合監(jiān)控系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)四部分構(gòu)成。正常情況下，調(diào)度人員通過中央級監(jiān)控系統(tǒng)完成機電設(shè)備的監(jiān)視和控制工作，在中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)異常時，由調(diào)度人員使用車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)完成監(jiān)控工作。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)見下圖：

2.1 與綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成或互聯(lián)系統(tǒng)

根據(jù)業(yè)務(wù)的需要，綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮其可靠性高，可擴展性強的特點，通過集成或互聯(lián)的方式將環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、門禁系統(tǒng)（ACS）、站臺門系統(tǒng)（PSD）、UPS電源系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)（PSCADA）、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)（FAS）、自動售檢票系統(tǒng)（AFC）、廣播系統(tǒng)（PA）、時鐘系統(tǒng)（CLK）、集中告警系統(tǒng)（TA）、乘客信息系統(tǒng)（PIS）、TIMS、車載CCTV、EMS、消防指揮中心、感溫光纖等系統(tǒng)納入監(jiān)控范圍。綜合監(jiān)控系統(tǒng)是地鐵系統(tǒng)機電設(shè)備的神經(jīng)中樞，負責協(xié)調(diào)各機電系統(tǒng)有序運行，幫助調(diào)度人員高效處理各類事件，保障地鐵系統(tǒng)安全運行。上述各系統(tǒng)間交互如下圖所示：

2.2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)的功能

綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能包括基本功能，應(yīng)用功能、PSCADA功能、CCTV功能、ATS功能、PA功能、FAS功能、BAS功能、IBP盤功能等。其中基本功能包括模式控制、順控、故障診斷、遠程維護、時間同步、參數(shù)監(jiān)視、事件回放、用戶管理、故障容錯、運行監(jiān)視、報警管理、歷史數(shù)據(jù)管理、設(shè)備管理、培訓管理等；應(yīng)用功能包括狀態(tài)監(jiān)視、設(shè)備控制、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)視、系統(tǒng)聯(lián)動、數(shù)據(jù)上送、權(quán)限移交、復(fù)示等；PSCADA功能包括供電狀態(tài)顯示、選站控制、選點控制、多站并發(fā)控制、故障報警、保護復(fù)歸、故障報告、實時趨勢等；CCTV功能包括視頻顯示及控制、圖像切換、云臺調(diào)節(jié)、視頻圖像保存、回放、序列管理、行為分析、視頻聯(lián)動等；ATS功能包括列車自動追蹤和監(jiān)控、進路辦理、列車運行圖管理、列車運行調(diào)整、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視、列車臨時限速、排班管理等；PA功能包括區(qū)域混選、音量調(diào)節(jié)、廣播內(nèi)容設(shè)置、定時廣播、列車到站自動廣播等；FAS功能包括火災(zāi)情況監(jiān)視、火災(zāi)模式管理、火災(zāi)聯(lián)動、消防設(shè)備控制、火災(zāi)事件管理等；BAS功能包括運行狀態(tài)監(jiān)視、模式控制、模式對照、時間表管理、屏蔽門監(jiān)視、防淹門監(jiān)視等；IBP盤能夠?qū)崿F(xiàn)后備緊急操作、緊急情況聯(lián)動等等。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)如下圖所示：

博智安全軌道交通網(wǎng)絡(luò)安全靶場解決方案

博智安全軌道交通網(wǎng)絡(luò)安全靶場解決方案基于虛擬化技術(shù)實現(xiàn)，服務(wù)器、工作站、交換機、路由器、防火墻、前置處理器、PLC（可編程邏輯控制器）、遠程傳輸單元（RTU）、保護測控裝置、電力一次設(shè)備（隔離開關(guān)、斷路器等）、環(huán)控設(shè)備（電扶梯、空調(diào)、風機等）、視頻設(shè)備（攝像頭）等構(gòu)成綜合監(jiān)控系統(tǒng)的主要設(shè)備均采用虛擬化方式模擬，可部署在公有云/私有云平臺之上。同時，博智安全軌道交通網(wǎng)絡(luò)安全靶場解決方案可直接對接國內(nèi)外廠家物理設(shè)備，替換虛擬仿真設(shè)備，實現(xiàn)虛實結(jié)合的仿真環(huán)境。博智安全軌道交通網(wǎng)絡(luò)安全靶場解決方案主要由資源管理平臺、監(jiān)控平臺仿真子系統(tǒng)、PSCADA仿真子系統(tǒng)、BAS仿真子系統(tǒng)、ATS仿真子系統(tǒng)、CCTV仿真子系統(tǒng)、PA仿真子系統(tǒng)、FAS仿真子系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)構(gòu)成，結(jié)構(gòu)見下圖：

3.1 綜合監(jiān)控仿真系統(tǒng)功能

資源管理平臺實現(xiàn)了博智安全軌道交通網(wǎng)絡(luò)安全靶場解決方案的各類邏輯節(jié)點的構(gòu)建與管理，具體包括邏輯節(jié)點的定義，仿真環(huán)境拓撲構(gòu)建，仿真環(huán)境備份與恢復(fù)等功能。

監(jiān)控平臺仿真子系統(tǒng)實現(xiàn)了模式控制、順控、故障診斷、遠程維護、時間同步、參數(shù)監(jiān)視、事件回放、用戶管理、故障容錯、運行監(jiān)視、報警管理、歷史數(shù)據(jù)管理、設(shè)備管理、培訓管理等基本功能以及狀態(tài)監(jiān)視、設(shè)備控制、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)視、系統(tǒng)聯(lián)動、數(shù)據(jù)上送、權(quán)限移交、復(fù)示等應(yīng)用功能的仿真。

PSCADA仿真子系統(tǒng)實現(xiàn)了供電狀態(tài)顯示、選站控制、選點控制、多站并發(fā)控制、故障報警、保護復(fù)歸、故障報告、實時趨勢、權(quán)限移交等業(yè)務(wù)功能的仿真；該子系統(tǒng)還負責遠程傳輸終端（RTU）、變電站各種運行場景以及相應(yīng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的模擬。

CCTV仿真子系統(tǒng)實現(xiàn)了顯示及控制、圖像切換、云臺調(diào)節(jié)、視頻圖像保存、回放、序列管理、行為分析、視頻聯(lián)動等業(yè)務(wù)功能的仿真。該子系統(tǒng)還負責CCTV系統(tǒng)業(yè)務(wù)場景及相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的模擬。

ATS仿真子系統(tǒng)實現(xiàn)了列車自動追蹤和監(jiān)控、進路辦理、列車運行圖管理、列車運行調(diào)整、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視、列車臨時限速、排班管理等業(yè)務(wù)功能的仿真。該子系統(tǒng)還負責ATS系統(tǒng)業(yè)務(wù)場景及相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的模擬。

PA仿真子系統(tǒng)實現(xiàn)了區(qū)域混選、音量調(diào)節(jié)、廣播內(nèi)容設(shè)置、定時廣播、列車到站自動廣播等業(yè)務(wù)功能的仿真。該子系統(tǒng)還負責PA系統(tǒng)業(yè)務(wù)場景及相應(yīng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的模擬。

FAS仿真子系統(tǒng)實現(xiàn)了火災(zāi)情況監(jiān)視、火災(zāi)模式管理、火災(zāi)聯(lián)動、消防設(shè)備控制、火災(zāi)事件管理等業(yè)務(wù)功能的仿真。該子系統(tǒng)還負責FAS業(yè)務(wù)場景及相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的模擬。

BAS仿真子系統(tǒng)實現(xiàn)了運行狀態(tài)監(jiān)視、模式控制、模式對照、時間表管理、屏蔽門監(jiān)視、防淹門監(jiān)視等業(yè)務(wù)功能的仿真。該子系統(tǒng)還負責BAS業(yè)務(wù)場景及相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的模擬。

IBP盤仿真子系統(tǒng)實現(xiàn)了后備緊急操作、緊急情況聯(lián)動等業(yè)務(wù)場景的仿真。

（1）仿真的綜合監(jiān)控子系統(tǒng)類型 ≥3種，包括中央綜合監(jiān)控子系統(tǒng)、車站綜合監(jiān)控子系統(tǒng)、車輛段綜合監(jiān)控子系統(tǒng)。

（2） 仿真的中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要構(gòu)成要素≥12種，包括歷史服務(wù)器、實時服務(wù)器、網(wǎng)管服務(wù)器、電調(diào)工作站、環(huán)調(diào)工作站、行調(diào)工作站、總調(diào)工作站、維調(diào)工作站、網(wǎng)管工作站、前置處理器、中央核心交換機、交換機等。

（3）仿真的中央互聯(lián)系統(tǒng)≥7種，包括CLK、PA、CCTV、TIS、SIS、AFC、SIG等。

（4）仿真的車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要構(gòu)成要素≥7種，包括實時服務(wù)器、車站操作員站、監(jiān)控工作站、車站交換機、邏輯控制器（PLC）、前置處理器（FEP）、IBP等。

（5）仿真的車輛段綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要構(gòu)成要素≥9種，包括實時服務(wù)器、車站操作員工作站、監(jiān)控工作站、車站交換機、STP服務(wù)器、STP工作站、培訓服務(wù)器、教員工作站、學員工作站等。

（6）仿真的車站互聯(lián)系統(tǒng)≥8種，包括PSD、FG、FAS、SIG、ACS、CCTV、AFC、PA等。

（7）仿真的基本功能和應(yīng)用功能≥8種，包括模式控制、順控、故障診斷、遠程維護、時間同步、參數(shù)監(jiān)視、事件回放、用戶管理、故障容錯、運行監(jiān)視、報警管理、歷史數(shù)據(jù)管理、設(shè)備管理、培訓管理等基本功能以及狀態(tài)監(jiān)視、設(shè)備控制、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)視、系統(tǒng)聯(lián)動、數(shù)據(jù)上送、權(quán)限移交、復(fù)示等。

（8）仿真的PSCADA業(yè)務(wù)功能≥9種，包括供電狀態(tài)顯示、選站控制、選點控制、多站并發(fā)控制、故障報警、保護復(fù)歸、故障報告、實時趨勢、權(quán)限移交等業(yè)務(wù)功能的仿真能力。

（9）仿真的變電站運行場景≥9種，包括正常運行場景、線路故障場景、母線故障場景、主變故障場景等。

（10）仿真的CCTV業(yè)務(wù)功能≥8種，具備顯示及控制、圖像切換、云臺調(diào)節(jié)、視頻圖像保存、回放、序列管理、行為分析、視頻聯(lián)動等。

（11）仿真的ATS業(yè)務(wù)功能≥7種，包括列車自動追蹤和監(jiān)控、進路辦理、列車運行圖管理、列車運行調(diào)整、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視、列車臨時限速、排班管理等。

（12）仿真的PA系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能≥5種，包括區(qū)域混選、音量調(diào)節(jié)、廣播內(nèi)容設(shè)置、定時廣播、列車到站自動廣播等。

（13）仿真的FAS系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能≥5種，包括火災(zāi)情況監(jiān)視、火災(zāi)模式管理、火災(zāi)聯(lián)動、消防設(shè)備控制、火災(zāi)事件管理等。

（14）仿真的BAS業(yè)務(wù)功能≥6種，包括運行狀態(tài)監(jiān)視、模式控制、模式對照、時間表管理、屏蔽門監(jiān)視、防淹門監(jiān)視等。