唐文國，王鵬翔，包存文，牛江中

（1.中國鐵路蘭州局集團(tuán)有限公司 建設(shè)部，甘肅 蘭州730000；2.敦煌鐵路有限責(zé)任公司，甘肅 酒泉735000；3.中鐵十二局集團(tuán)有限公司，山西 太原030000）

1 概述

長大鐵路隧道內(nèi)防災(zāi)疏散救援設(shè)備設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)一方面可進(jìn)行日常設(shè)備設(shè)施狀態(tài)監(jiān)視，另一方面可實(shí)現(xiàn)災(zāi)害條件下設(shè)備設(shè)施控制，TB 10020—2017《鐵路隧道防災(zāi)疏散救援工程設(shè)計(jì)規(guī)范》［1-2］中明確了設(shè)置規(guī)定。當(dāng)前國內(nèi)不少于360座鐵路隧道設(shè)置了相關(guān)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，囿于實(shí)施時(shí)間不統(tǒng)一、信息化水平發(fā)展不均、設(shè)計(jì)要求不一致、缺少軟件系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等現(xiàn)狀，已實(shí)施和運(yùn)行的監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)水平層次不齊。各鐵路局集團(tuán)公司存在監(jiān)控系統(tǒng)多樣、功能不達(dá)標(biāo)、遠(yuǎn)程維護(hù)難、層級(jí)架構(gòu)復(fù)雜、信息化水平參差不齊、所需管理部門和人員多等問題［3-4］。

我國當(dāng)前隧道建設(shè)進(jìn)度每天不低于4 km，西南、西北地區(qū)規(guī)劃長大隧道越來越多，諸如拉林鐵路、川藏鐵路雅安—林芝段等線路隧道將我國鐵路隧道修建的長度和海拔高度提到了前所未有的高度，這些高海拔特長或超長隧道的修建，不但對(duì)隧道修建技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，同時(shí)對(duì)于隧道的防災(zāi)疏散救援工程技術(shù)體系提出了新的問題。惡劣的建設(shè)環(huán)境和復(fù)雜的運(yùn)維環(huán)境客觀上要求配置智能化、簡統(tǒng)化、集約化的監(jiān)控系統(tǒng)。

依托中國國家鐵路集團(tuán)有限公司軟件監(jiān)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)編制與中國鐵路蘭州局集團(tuán)有限公司（簡稱蘭州局集團(tuán)公司）相關(guān)課題研究，結(jié)合新型鐵路隧道防災(zāi)疏散救援設(shè)施設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（簡稱新型監(jiān)控系統(tǒng)）在敦格鐵路當(dāng)金山隧道與蘭州局集團(tuán)公司的試用和功能驗(yàn)證，驗(yàn)證軟件監(jiān)控系統(tǒng)、硬件設(shè)備設(shè)施、軟硬件集成技術(shù)方案的適用性與先進(jìn)性，總結(jié)新型監(jiān)控系統(tǒng)在高海拔鐵路隧道及鐵路局集團(tuán)公司局中心平臺(tái)的實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)，可為相關(guān)科研、設(shè)計(jì)和實(shí)施提供參考。

2 新型監(jiān)控系統(tǒng)概述

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)及軟件組成

本著節(jié)約人力、方便管控、簡統(tǒng)實(shí)施、靈活調(diào)動(dòng)的原則，新型監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩級(jí)架構(gòu)（見圖1）。隧道端作為底層級(jí)，設(shè)置防災(zāi)風(fēng)機(jī)、應(yīng)急照明、疏散指示、其他消防及防護(hù)門等監(jiān)控、監(jiān)測設(shè)備或裝置，局中心平臺(tái)作為頂層級(jí)，設(shè)置各類服務(wù)器、監(jiān)控終端，通過專用數(shù)據(jù)傳輸通道，分析匯總隧道端設(shè)備設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行日常管理，實(shí)現(xiàn)災(zāi)害情況下設(shè)備設(shè)施的一鍵啟動(dòng)。

圖1 新型鐵路隧道防災(zāi)疏散救援設(shè)備設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

新型監(jiān)控系統(tǒng)軟件由防災(zāi)疏散救援設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用管理平臺(tái)、防災(zāi)通風(fēng)監(jiān)控軟件、應(yīng)急照明監(jiān)控軟件、應(yīng)急疏散指示監(jiān)控軟件、隧道消防監(jiān)測軟件、防護(hù)門監(jiān)控軟件、機(jī)電設(shè)備管理軟件、機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理軟件及隧道端現(xiàn)場監(jiān)控軟件等組成。監(jiān)控終端包括監(jiān)控業(yè)務(wù)終端與監(jiān)控維護(hù)終端，均采用復(fù)視終端的方式，基于用戶權(quán)限管理，實(shí)現(xiàn)各職能部門所屬隧道及所負(fù)責(zé)的機(jī)電設(shè)施范圍的管理、救援、維護(hù)功能。

2.2 系統(tǒng)功能

新型監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)通風(fēng)設(shè)備、照明設(shè)備、消防設(shè)施、防護(hù)門和疏散設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，應(yīng)對(duì)通風(fēng)設(shè)備、照明設(shè)備和疏散設(shè)施進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，各組成模塊功能如下：

（1）防災(zāi)通風(fēng)監(jiān)控模塊。實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測，頁面顯示以及實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，風(fēng)機(jī)振動(dòng)檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析等功能。

（2）應(yīng)急照明監(jiān)控模塊。針對(duì)正常照明、應(yīng)急照明的狀態(tài)監(jiān)測，頁面顯示以及實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制等功能。

（3）應(yīng)急疏散指示監(jiān)控模塊。實(shí)現(xiàn)疏散指示系統(tǒng)的監(jiān)測、頁面顯示、告警提示等功能。

（4）消防監(jiān)測模塊。實(shí)現(xiàn)消防系統(tǒng)監(jiān)測、頁面顯示、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析等功能。

（5）防護(hù)門監(jiān)控模塊。實(shí)現(xiàn)設(shè)備洞室、救援通道防護(hù)門設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控、視頻圖像采集等功能。

（6）防災(zāi)疏散救援機(jī)電設(shè)備運(yùn)營管理模塊。實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備設(shè)施的設(shè)備巡檢、遠(yuǎn)程控制、臺(tái)賬管理、統(tǒng)計(jì)分析等功能。

（7）防災(zāi)疏散救援機(jī)電設(shè)備智能維護(hù)模塊。實(shí)現(xiàn)維護(hù)計(jì)劃編制與提醒、維護(hù)記錄管理、維修記錄管理、告警提醒、系統(tǒng)自檢等功能。

（8）隧道端鐵路隧道防災(zāi)疏散救援設(shè)備監(jiān)控模塊。實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)施的集中管理，與就地控制器、集中控制盤進(jìn)行數(shù)據(jù)通信、控制命令發(fā)布的現(xiàn)場級(jí)監(jiān)控功能，具備與局中心接口應(yīng)用服務(wù)器的數(shù)據(jù)通信功能。

2.3 網(wǎng)絡(luò)安全

隧道防災(zāi)疏散救援局中心平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與隧道現(xiàn)場級(jí)設(shè)備通信采用鐵路專用通信網(wǎng)絡(luò)，主備通道帶寬均不小于100 Mbit/s。監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用基于TCP/IP技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一分配IP地址。視頻綜合監(jiān)控系統(tǒng)與監(jiān)控主站之間采用鐵路專用通信網(wǎng)絡(luò)，通道帶寬不小于30 Mbit/s。局Ⅱ級(jí)母鐘系統(tǒng)時(shí)間信號(hào)引入局隧道防災(zāi)疏散救援中心監(jiān)控系統(tǒng)，主備通道帶寬不小于2 Mbit/s。監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置核心網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，采用身份認(rèn)證、防病毒等安全技術(shù)，設(shè)置防病毒、入侵檢測等設(shè)備。

3 新型監(jiān)控系統(tǒng)在隧道端實(shí)施

3.1 工程概況及環(huán)境對(duì)機(jī)電設(shè)備要求

當(dāng)金山隧道為敦格鐵路全線控制性工程，全長20.14 km，隧道海拔2 864～3 700 m，平均海拔3 000 m，具有“三高”（海拔高、地應(yīng)力高、地震烈度高）、“三低”（氣溫低、氣壓低、含氧量低）、“三長”（單面坡長、獨(dú)頭通風(fēng)距離長、反坡排水距離長）、“三多”（斷層破碎帶多、不良地質(zhì)多、地下水侵蝕性種類多）和“三大”（埋深大、水量大、風(fēng)沙大）的工程特點(diǎn)［5-6］。隧道環(huán)境為高原環(huán)境，需考慮電暈、滅弧能力、絕緣強(qiáng)度、溫升、外形和密封、溫度的抵抗能力、靜電對(duì)機(jī)電設(shè)備的影響。

當(dāng)金山隧道采用“3斜井+進(jìn)口局部平導(dǎo)+1座通風(fēng)豎井”方案，設(shè)置3座斜井總長度為4 421.28 m和12 520 m局部平導(dǎo)。在2號(hào)斜井與隧道交叉口附近設(shè)置長度為506 m的緊急救援站，通過救援橫通道與平導(dǎo)連通作為疏散聯(lián)絡(luò)通道。系統(tǒng)采用人煙分離的疏散救援方案，配備有單向射流風(fēng)機(jī)、雙向射流風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥、應(yīng)急照明、疏散指示、高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)以及橫通道防護(hù)門等防災(zāi)疏散救援設(shè)備。

3.2 隧道端硬件內(nèi)容及實(shí)施步驟

隧道端硬件包含主控制器、就地控制器（RTU）、集中控制盤、防護(hù)門監(jiān)控裝置、風(fēng)機(jī)振動(dòng)裝置、風(fēng)閥倒塌監(jiān)控裝置和壓力傳感器等。

主控制器由分布式冗余控制主機(jī)、顯示屏、交換機(jī)、UPS、機(jī)柜以及其他前置通信管理機(jī)等組成。就地控制器包含防災(zāi)通風(fēng)、應(yīng)急照明、疏散指示、其他消防設(shè)備設(shè)施和防護(hù)門就地控制器。

集中控制盤應(yīng)配備防災(zāi)通風(fēng)控制按鈕、應(yīng)急照明控制按鈕、應(yīng)急疏散指示控制、消防控制以及一鍵救援等功能按鈕。集中控制盤與主控制器進(jìn)行信息交互，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，通過控制按鈕實(shí)現(xiàn)隧道現(xiàn)場自救功能，主控制器接收到來自于集中控制盤的控制信息，向?qū)?yīng)就地控制器下發(fā)對(duì)應(yīng)控制指令。

防護(hù)門監(jiān)測裝置通過采集門端開閉狀態(tài)信息，智能判斷防護(hù)門開啟性質(zhì)，抓拍開門現(xiàn)場照片。

風(fēng)機(jī)振動(dòng)監(jiān)測裝置通過測定電機(jī)設(shè)備振動(dòng)加速度、速度、位移等，將特征參數(shù)值與設(shè)定值進(jìn)行比較，來確定設(shè)備當(dāng)前處于正常、異常還是故障狀態(tài)，設(shè)備一旦出現(xiàn)異?；蛘吖收希皶r(shí)報(bào)警。

風(fēng)閥倒塌監(jiān)測箱監(jiān)測風(fēng)閥是否發(fā)生移位、脫落，實(shí)時(shí)監(jiān)測風(fēng)閥安裝狀態(tài)，若出現(xiàn)風(fēng)閥倒塌時(shí)，立即給出時(shí)序性報(bào)警信號(hào)。

壓力、液位傳感器用來測量細(xì)水霧泵出口壓力和隧道消防管道液位。

隧道端硬件實(shí)施安裝步驟見圖2。

圖2 隧道端硬件實(shí)施安裝步驟

4 新型監(jiān)控系統(tǒng)在局中心平臺(tái)端實(shí)施

4.1 接入條件

新建或改造線路隧道端監(jiān)控系統(tǒng)接入局中心平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)接入條件：

（1）局中心平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)增加該線路的接口服務(wù)器（主備），配置不低于工程中對(duì)接口服務(wù)器的要求，增加的接口服務(wù)器接入至隧道防災(zāi)疏散救援局中心平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)核心交換機(jī)，局中心平臺(tái)系統(tǒng)中其他服務(wù)器設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在工程中進(jìn)行統(tǒng)籌建設(shè)；

（2）采用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)傳輸控制協(xié)議（TCP），傳輸信息內(nèi)容內(nèi)容包括防災(zāi)通風(fēng)設(shè)備監(jiān)控信息、應(yīng)急照明設(shè)備監(jiān)控信息、疏散指示設(shè)備監(jiān)控信息、消防設(shè)備監(jiān)測信息、防護(hù)門設(shè)備監(jiān)控信息和其他防災(zāi)設(shè)備監(jiān)控信息；

（3）對(duì)局中心平臺(tái)系統(tǒng)軟件進(jìn)行點(diǎn)位設(shè)計(jì)和配置；

（4）局中心平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)提供既有線路隧道防災(zāi)疏散救援設(shè)備設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)集成接入條件。

4.2 新建局中心平臺(tái)建設(shè)實(shí)施

4.2.1 技術(shù)要求

局中心平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置于鐵路局防災(zāi)中心機(jī)房，需滿足以下要求：

（1）應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器、監(jiān)控工作站、時(shí)間服務(wù)器、短信服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和安全設(shè)備等設(shè)備按局設(shè)置，接口服務(wù)器按線設(shè)置；

（2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器存儲(chǔ)設(shè)備的容量宜滿足接入2年的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求，新存儲(chǔ)數(shù)據(jù)自動(dòng)覆蓋過期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域；

（3）系統(tǒng)應(yīng)具備可擴(kuò)展性，具備既有線路隧道防災(zāi)疏散救援設(shè)備設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)的集成接入能力，滿足局中心平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)開通運(yùn)營后5年內(nèi)的接入需求；

（4）數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、NoSQL數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、消息隊(duì)列服務(wù)器、數(shù)據(jù)備份中心、應(yīng)用服務(wù)器、接口服務(wù)器、短信服務(wù)器、NTP時(shí)間同步服務(wù)器等為均為主備結(jié)構(gòu)；

（5）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器主備切換時(shí)間不超過3 min，接口服務(wù)器主備切換時(shí)間不超過1 s。

4.2.2 平臺(tái)建設(shè)內(nèi)容及實(shí)施步驟

監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)備按全路范圍內(nèi)的系統(tǒng)監(jiān)控進(jìn)行配置，2臺(tái)雙熱備接口應(yīng)用服務(wù)器對(duì)單條鐵路線隧道機(jī)電設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與控制。待局中心平臺(tái)建設(shè)完成后，新建線路的監(jiān)控系統(tǒng)只需對(duì)接口應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行建設(shè)，直接由接口應(yīng)用服務(wù)器與隧道端主控制器進(jìn)行通信，統(tǒng)一接口，完成新建線路在局中心平臺(tái)的擴(kuò)容。

局中心平臺(tái)端硬件設(shè)備含各類服務(wù)器（數(shù)據(jù)庫管理服務(wù)器、NoSQL數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、消息隊(duì)列服務(wù)器、審計(jì)系統(tǒng)服務(wù)器、Web應(yīng)用服務(wù)器、接口服務(wù)器、監(jiān)控維護(hù)服務(wù)器、短信服務(wù)器、NTP時(shí)間同步服務(wù)器）、KVM液晶顯示套件、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)線纜、電源及防雷設(shè)備，安裝步驟見圖3。

圖3 局中心平臺(tái)硬件安裝步驟

4.3 既有線路監(jiān)控系統(tǒng)改（擴(kuò)）建實(shí)施技術(shù)

針對(duì)既有線路，考慮到既有線路已建設(shè)完成，各線路設(shè)計(jì)模式雖有不同，但一般都存在線路級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)，主要位于工區(qū)、段級(jí)管理單位。針對(duì)此類既有線路，局中心平臺(tái)直接通過接口應(yīng)用服務(wù)器與既有的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通信集成。局中心平臺(tái)和隧道端硬件安裝步驟同前節(jié)所述。

既有線路改（擴(kuò)）建實(shí)施技術(shù)需求應(yīng)確認(rèn)防災(zāi)疏散救援設(shè)備設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)RTU規(guī)格、主控制器網(wǎng)絡(luò)通道、綜合工區(qū)的現(xiàn)場空間、原隧道內(nèi)RTU取電、預(yù)留回路等條件、通訊協(xié)議、通信內(nèi)容、申請(qǐng)接入鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)的主站和終端的IP地址、電源和網(wǎng)絡(luò)的路徑、機(jī)會(huì)布設(shè)物理?xiàng)l件。另集成接入尚應(yīng)符合以下情況：

（1）原線路監(jiān)控主站功能完備，運(yùn)行正常；

（2）原線路監(jiān)控主站開放標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，并提供點(diǎn)位表；

（3）若原線路監(jiān)控主站與局中心平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)都位于防災(zāi)機(jī)房內(nèi)，可將原主站的應(yīng)用服務(wù)器接入至局中心系統(tǒng)的核心交換機(jī)，進(jìn)行信息互通，若原主站不位于防災(zāi)機(jī)房內(nèi)，根據(jù)實(shí)際情況，應(yīng)考慮經(jīng)由數(shù)據(jù)網(wǎng)鏈路進(jìn)行集成，提供網(wǎng)絡(luò)通道。

5 系統(tǒng)調(diào)試與驗(yàn)收

5.1 隧道端監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備單體調(diào)試

單體調(diào)試是保證現(xiàn)場機(jī)電設(shè)備設(shè)施的監(jiān)測信號(hào)至現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備間的信號(hào)正常傳輸，以及由現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備下發(fā)控制指令至機(jī)電設(shè)備，并檢測隧道端各監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)情況及信息的上傳下達(dá)功能。隧道端監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備包括主控制器、就地控制器、集中控制盤、風(fēng)閥倒塌監(jiān)測裝置、風(fēng)機(jī)振動(dòng)監(jiān)測裝置、防護(hù)門監(jiān)控裝置及傳感器設(shè)備，常用的傳感器有消防水壓力傳感器、液位傳感器等。隧道端設(shè)備單體調(diào)試步驟見圖4。

圖4 隧道端設(shè)備單體調(diào)試步驟

5.2 局中心平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備單體調(diào)試

局中心平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備單體調(diào)試是對(duì)局中心各服務(wù)器、存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)及安全設(shè)備進(jìn)行安裝后的檢查，各類軟件的安裝與驗(yàn)證等，調(diào)試步驟見圖5。

圖5 局中心平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備單體調(diào)試步驟

5.3 局中心平臺(tái)與隧道端設(shè)備聯(lián)調(diào)

局中心平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)與隧道端監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)調(diào)是保證整系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，進(jìn)行動(dòng)態(tài)驗(yàn)證的手段。局中心平臺(tái)與隧道端設(shè)備聯(lián)調(diào)步驟見圖6。

圖6 局中心平臺(tái)與隧道端設(shè)備聯(lián)調(diào)步驟

6 與其他災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)的統(tǒng)籌

鐵路自然災(zāi)害及異物侵限監(jiān)測系統(tǒng)（簡稱災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)）對(duì)鐵路沿線風(fēng)、雨、雪、地震等自然災(zāi)害及異物侵限進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，為鐵路調(diào)度指揮及維護(hù)管理提供預(yù)警、報(bào)警信息，防止或減少災(zāi)害對(duì)鐵路列車運(yùn)行的影響。鐵路地震預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)（簡稱地震監(jiān)測系統(tǒng)）是根據(jù)地震臺(tái)站實(shí)時(shí)測定的地震動(dòng)參數(shù)，確定地震影響范圍及警報(bào)等級(jí)，在破壞性地震波到達(dá)之前，向地震影響范圍內(nèi)的本地及異地鐵路發(fā)布地震緊急處置信息，聯(lián)動(dòng)觸發(fā)相關(guān)系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行的列車采取有效的緊急處置措施，并對(duì)預(yù)警信息真實(shí)性進(jìn)行判別后自動(dòng)發(fā)布誤報(bào)解除信息或通過人工操作進(jìn)行地震警報(bào)解除的系統(tǒng)。文獻(xiàn)［7-9］對(duì)二者的架構(gòu)部署進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，上述系統(tǒng)同樣需要部署在鐵路局防災(zāi)中心。

與新型監(jiān)控系統(tǒng)相比，上述系統(tǒng)在軟件組成、架構(gòu)體系等方面具有很大的差異。災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)包含應(yīng)用服務(wù)軟件、通信服務(wù)軟件、接口服務(wù)軟件、業(yè)務(wù)監(jiān)測軟件、維護(hù)管理軟件、查詢統(tǒng)計(jì)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、系統(tǒng)安全軟件、系統(tǒng)軟件。地震監(jiān)測系統(tǒng)包含鐵路局集團(tuán)公司局中心系統(tǒng)業(yè)務(wù)管理平臺(tái)、多臺(tái)P波預(yù)警軟件，地震信息接口服務(wù)軟件、緊急處置軟件、地震數(shù)據(jù)儲(chǔ)存管理軟件、國家地震臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)共享軟件、查詢統(tǒng)計(jì)軟件、圖形處理軟件、綜合顯示軟件、維護(hù)管理軟件、緊急處置信息通信處理軟件、車載地震裝置位置管理軟件、GSM-R分組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)軟件、通信日志管理軟件。3個(gè)防災(zāi)系統(tǒng)的維護(hù)單位也不相同，新型監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)單位有車站、工區(qū)、嘉峪關(guān)供電段、嘉峪關(guān)工務(wù)段、調(diào)度所、應(yīng)急指揮中心、信息技術(shù)所；災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)的維護(hù)單位有電務(wù)段、通信段、工務(wù)段、調(diào)度所、信息所；地震監(jiān)測系統(tǒng)的維護(hù)單位有電務(wù)段、通信段、工務(wù)段、調(diào)度所、信息所、應(yīng)急管理部。

考慮人員維護(hù)投入、監(jiān)控終端硬件、機(jī)箱機(jī)柜共享等方面共通性，加之3個(gè)防災(zāi)系統(tǒng)都采用局中心平臺(tái)系統(tǒng)，現(xiàn)場監(jiān)控單元二級(jí)架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基本相同。局中心平臺(tái)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都包含路由器、防火墻、核心交換機(jī)和安全審計(jì)設(shè)備等設(shè)備，因此響應(yīng)強(qiáng)基達(dá)標(biāo)、提質(zhì)增效、節(jié)支降耗的精神，提出并落實(shí)了3個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)籌實(shí)施方案。

6.1 統(tǒng)籌實(shí)施技術(shù)方案

6.1.1 網(wǎng)絡(luò)及安全設(shè)備實(shí)施

3個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)籌實(shí)施，前期先行實(shí)施隧道防災(zāi)疏散救援設(shè)備設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)，充分考慮以后另外2個(gè)防災(zāi)系統(tǒng)的實(shí)施要求，路由器、防火墻、核心交換機(jī)安全審計(jì)等設(shè)備預(yù)留足夠的性能裕量，后期不用重復(fù)建設(shè)，能有效節(jié)約投資和減少維護(hù)工作。3個(gè)防災(zāi)系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)的接口根據(jù)后期實(shí)際需求可自行增加防火墻或其他安全隔離設(shè)備。

6.1.2 服務(wù)器設(shè)備實(shí)施

3個(gè)防災(zāi)系統(tǒng)都使用短信服務(wù)器和NTP時(shí)間同步服務(wù)器等設(shè)備。短信服務(wù)器用于將告警信息、設(shè)備故障信息發(fā)送至相關(guān)移動(dòng)通信終端。NTP時(shí)間同步服務(wù)器用于為蘭州局集團(tuán)公司隧道防災(zāi)疏散救援中心監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控終端、隧道端監(jiān)控設(shè)備等提供時(shí)間同步功能.時(shí)間信號(hào)引自鐵路局Ⅱ級(jí)母鐘。3個(gè)防災(zāi)系統(tǒng)統(tǒng)籌實(shí)施，基于同一個(gè)防災(zāi)專網(wǎng)，可共用短信服務(wù)器和NTP時(shí)間同步服務(wù)器。

6.1.3 監(jiān)控終端實(shí)施

考慮到3個(gè)防災(zāi)系統(tǒng)和復(fù)視終端都連接至防災(zāi)通信專網(wǎng)，在局中心監(jiān)控系統(tǒng)核心路由器上做路由策略，復(fù)視終端可同時(shí)訪問3個(gè)防災(zāi)系統(tǒng)，意味著1臺(tái)復(fù)視終端可以同時(shí)監(jiān)測3個(gè)防災(zāi)系統(tǒng)。復(fù)視終端和3個(gè)防災(zāi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連接，每個(gè)防災(zāi)系統(tǒng)都有各自的規(guī)定，本著求同存異的統(tǒng)籌方案，在建設(shè)中，將復(fù)視終端的帶寬需求進(jìn)行疊加，使同時(shí)滿足后期防災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)的需要。

6.2 統(tǒng)籌實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)分析及應(yīng)對(duì)措施

6.2.1 網(wǎng)絡(luò)與安全

鐵路隧道防災(zāi)疏散救援設(shè)備設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)定級(jí)為2級(jí)，鐵路自然災(zāi)害及異物侵限監(jiān)測系統(tǒng)和鐵路地震預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)定級(jí)為3級(jí)。此次針對(duì)鐵路隧道防災(zāi)疏散救援局中心監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)，考慮到另2個(gè)防災(zāi)系統(tǒng)的等級(jí)保護(hù)定級(jí)要求不同，后續(xù)可根據(jù)防災(zāi)系統(tǒng)需求另行增加防火墻、網(wǎng)閘設(shè)備。

局域網(wǎng)帶寬及實(shí)時(shí)性保證方面，核心交換機(jī)使用高性能三層交換機(jī)，背板帶寬≥19.2 Tbps/86.4 Tbps，包轉(zhuǎn)發(fā)率≥2 880 Mpps/26 400 Mpps。滿足防災(zāi)系統(tǒng)帶寬要求，鐵路自然災(zāi)害及異物侵限監(jiān)測系統(tǒng)和鐵路地震預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)的要求都是1 000 Mbit/s，因此局域網(wǎng)的帶寬滿足3個(gè)防災(zāi)系統(tǒng)融合后的實(shí)際需求。

3個(gè)防災(zāi)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的隔離方面，使用VLAN技術(shù)，將3個(gè)防災(zāi)系統(tǒng)劃分到不同的VLAN組。能夠有效的阻止網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴在3個(gè)防災(zāi)系統(tǒng)之間擴(kuò)散；增強(qiáng)局域網(wǎng)的安全性，含有敏感數(shù)據(jù)的用戶組可與網(wǎng)絡(luò)的其余部分隔離，從而降低泄露機(jī)密信息的可能性。

傳輸通道方面，基于傳輸網(wǎng)搭建，覆蓋鐵路沿線，可與鐵路沿線基站、車站進(jìn)行通信。

6.2.2 服務(wù)器及監(jiān)控終端

短信采用主備結(jié)構(gòu)，主備服務(wù)器主備切換時(shí)間不超過1 s，采用開放的接口，3個(gè)防災(zāi)系統(tǒng)可以無障礙地推送報(bào)警數(shù)據(jù)。

NTP時(shí)間服務(wù)器采用主備結(jié)構(gòu)，主備服務(wù)器主備切換時(shí)間不超過1 s，采用開放的接口，3個(gè)防災(zāi)系統(tǒng)可以無障礙的讀取時(shí)間數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵位置復(fù)視終端配置1臺(tái)性能、軟件完全相同的主機(jī)作為冷備機(jī)，復(fù)視終端發(fā)生故障時(shí)，冷備機(jī)直接替代故障主機(jī)，上線就可使用。

7 結(jié)束語

安全是鐵路運(yùn)輸永恒的主題。運(yùn)營期鐵路隧道內(nèi)災(zāi)害事故具有低概率、危害大、厚尾性的特點(diǎn)，新型監(jiān)控系統(tǒng)在蘭州局集團(tuán)公司局中心及當(dāng)金山隧道的實(shí)施和付諸使用，可有效解決高海拔特長隧道內(nèi)設(shè)備設(shè)施維護(hù)不便利、需求人員多等問題。局中心平臺(tái)的建設(shè)實(shí)施，可避免同一系統(tǒng)在單一鐵路局集團(tuán)公司重復(fù)建設(shè)，大大降低了工程造價(jià)。3個(gè)防災(zāi)系統(tǒng)的有效統(tǒng)籌實(shí)施，達(dá)到了節(jié)支降耗、提質(zhì)增效的目的。集成建設(shè)、同步部署、協(xié)同調(diào)試、統(tǒng)籌實(shí)施有效保障了功能、性能發(fā)揮與資源、人力共享，為鐵路工程線路與隧道防災(zāi)系統(tǒng)的部署提供了樣板與模式，可直接為高原鐵路等復(fù)雜艱險(xiǎn)鐵路隧道工程建設(shè)提供參考。