大型智能网络门禁系统在成都地铁1号线的应用 - 安防知识网

门禁系统在地铁安防中的应用早已不是鲜例，地铁安防的高要求决定地铁门禁系统有别于一般的门禁系统应用，本文以成都地铁1号线为例，讲述门禁系统在该地铁安防系统中的系统构架及设备、系统功能，希望能给业内同行提供帮助。

成都地铁1号线一期工程为成都市内南北走向，北起大丰站，南至广都站，规划线路全长31.6km，共设17个站点，一个OCC控制中心，一处停车场，一处车辆段，两座主变电站。

成都地铁1号线门禁系统要求通过设置门禁系统对车站、车辆段大楼、控制中心大楼等处的员工进/出通道、设备管理区通道门、重要的设备房及管理用房的出入进行统一的监控和管理，通过门禁系统可实现自动识别员工的身份；自动根据系统的设定开启门锁等，从而达到提高地铁运营管理水平、提高地铁安全技术防范水平及降低日常管理成本的目的。

系统特殊性及方案考虑
特殊性
·管理区域范围广、门禁控制点多且分散；
·环境条件较复杂，要求门禁设备环境适应性强；
·系统安全性要求高；
·门类型多，要求配置相应的电控锁；
·与其它系统接口多。

方案考虑
基于地铁门禁系统的特殊性，在系统方案设计时，要着重考虑以下方面：
1、两级管理、三级控制
考虑到管理区域广、门禁点多、分散的特点，系统以集中管理和分级管理相结合、分级控制方式设计，即中央与车站两级管理，中央、车站和现场三级控制。在中央控制中心设置统一的管理服务器和授权服务器负责全线门禁设备的参数设置和授权管理，同时设置管理工作站，负责管理全线各个车站的门禁设备。在各个车站、车辆段配置管理工作站负责本站内所有门禁点的管理（包括实时监控、历史数据查询、远程控制等）并兼作临时授权工作站。同时，在每个车站配置一台网络主控制器，负责管理本站内所有的门禁数据（包括人员信息、门禁事件、报警事件等）及就地级设备的控制。各级设备运行在同一个局域网，采用TCP/IP协议，中央级系统可以实时监控和管理任一个车站、任一个门禁点设备的运行状态、门状态、进出事件、报警事件等。

2、安全性设计
·系统具有在线、离线、灾害三种运行模式，可根据不同情况进行转换。在紧急情况时通过设置在车控室的IBP盘上的门禁系统紧急按钮统一断电；
·双机热备份；
·多级数据存储模式，系统采用中央服务器、车站工作站、网络主控制器、就地控制器4级数据存储模式。普通的门禁系统一般只有2级数据存储，即服务器和就地控制器两级存储。而本方案采用多级数据存储，其优点是，无论哪一级通讯中断，都不会影响系统的正常运行，都不会影响门控开启/关闭，并所有的门禁事件、报警时间等都能得到及时、完整的保存，当系统通信恢复正常后，所有数据能够及时保存到中央数据库，参见图1；

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·备用电源，每级系统都备有专门的UPS备用电源，即中心控制室、车站监控室都配备了大功率的UPS电源。而主控制器、就地控制器各配备专用小功率内置式UPS备用电源，当火灾等应急模式下门被强行打开，但就地控制器（也称门禁控制器）的工作状态、门磁状态、读卡器状态仍能被监控。

3、多类型锁具选用
根据门类型要求，在车站、控制中心及车辆段各设备管理房采用一体化锁；在车站设备区与公共区的通道门采用双门磁力锁，每个锁体抗拉力可达500公斤以上；在车站站厅公共付费区与非付费区的员工通道采用满足消防安全原则的阴极锁，与逃生装置配合使用。

4、多系统接口
针对地铁门禁系统与其他系统接口较多的问题，在方案设计时，考虑了以下相关接口：
·与通信系统接口，要求做到时钟同步；
·与综合监控系统接口，要求各个车站门禁点位的门状态（开、闭、强制打开等）、所有门禁设备状态（在线、离线、故障等）、门禁事件、报警事件等能在综合监控系统的FEB服务器的电子地图上被实时监控。紧急情况时，FEB服务器也能远程控制门的开/闭；
·与自动售检票系统接口：AFC自动售检票系统采用蓉城公交一卡通卡作为电子门票，地铁门禁系统既识别AFC电子门票，也能识别地铁内部员工卡；
·与企业资产管理系统（EAM）接口：做到材料、物资统一编码，便于电子化管理；
·与控制中心办公楼门禁系统接口，做到与后续建设的控制中心（也称OCC）办公楼门禁系统无缝集成；
·与控制中心视频监控系统接口，做到门禁刷卡与视频监控联动；
·与延长线及后续线路接口，做到与人员信息、数据库等无缝整合。

5、三种工作模式
门禁系统工作分为在线、离线和灾害三种模式，分别对应于正常工作、通信网络故障和灾害三种工况。

·在线模式
在线模式为系统的正常运行模式。中央计算机系统将门禁控制参数和门禁授权信息下载到车站计算机系统，车站计算机系统将相应的参数和授权信息在下载到就地控制器，就地控制器控制门锁的开闭。就地控制器将门禁操作信息逐级上传到车站计算机系统和中央计算机系统。系统对服务器、工作站、通信线路、电源等方面都设立了容错和冗余机制，保障系统能够最大限度地在线工作。在该模式下，系统可以实现全系统的广域联动。

·离线模式
离线运行模式是指就地控制器、集中主控制器、车站管理工作站、网络设备、中央服务器发生通信中断时，各控制器、工作站、服务器自动进入预先设定的离线模式工作，最大限度地发挥系统的作用。

当中央计算机系统与车站级设备通信中断时，车站计算机系统可独立实时监控本站门禁系统的设备状态。

当中央级系统、工作站系统网络、主控制器都出现问题时，就地控制器可根据本地存储的门禁参数和授权信息独立工作，并存储中断期间的门禁信息。当通信恢复时，门禁就地控制器会自动将中断期间的门禁信息及时地上传。

·灾害模式
在火灾及其它紧急情况下，按下车站控制室的门禁紧急按钮或车辆段大楼/OCC大楼消防控制室的消防紧急按钮统一断电。车站计算机也可根据收到的火灾报警联动信息、管理员命令自动进入灾害模式，向指定区域或全站的门禁设备发出开门命令，满足消防疏散和紧急救灾要求。同时，综合监控系统也可根据设定的参数对门禁系统进行模式控制。

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系统架构及设备组成
成都地铁1号线门禁系统由中央计算机系统、车站级(车站、车辆段及控制中心)计算机系统、门禁终端设备、门禁卡及相应通信网络组成。系统架构参见图2。

·中央级门禁系统设备主要有：中央服务器、中央管理工作站、中央授权工作站、台式读卡器、通信设备（即交换机、通信线缆等）、UPS、打印机等；
·控制中心大楼门禁系统设备主要有：控制中心大楼工作站、台式读卡器、就地级设备（门禁主控制器、就地控制器、读卡器、电控锁具、出门按钮、紧急开门按钮）、通信设备（即：交换机、通信线缆）、UPS、打印机等；
·车辆段门禁系统设备主要有：车辆段授权工作站、台式读卡器、门禁站级工作站、就地级设备（门禁主控制器、就地控制器、读卡器、电控锁具、出门按钮、紧急开门按钮）、通信设备（即：交换机、通信线缆）、UPS、打印机等；
·车站门禁系统设备主要有：车站门禁工作站、就地级设备（主控制器、就地控制器、读卡器、电控锁具、出门按钮、紧急开门按钮）、通信设备（即交换机、通信线缆）、UPS、打印机等。

系统功能
中央级系统功能
中央级计算机系统实现对各车站（区域）系统内的所有门禁设备的监控、系统运作、授权、设备监控与控制、网络管理、数据库管理、维修管理及系统数据的集中采集、统计、保存、查询等功能。系统为三层网络拓扑结构，采用TCP/IP协议，每个区域网都可以按用户需求实现自由拓扑，每个设备可以通过网络接入系统。具体功能如下：
·监控车站级设备运行状态，下达运作命令，设置系统运行模式；
·对系统设备主控制器不间断监测，在系统遭到破坏或硬件监测失去响应时，系统立即自动报警；
·设置员工票的安全级别、授权进入的区域、密码等；
·根据操作员的不同级别实现不同的操作管理权限；
·设置就地车站系统运作参数，下达运作命令及设置系统到各个车站级计算机系统；
·图表显示全线门禁系统设备运作状况，实时监视全线所有门的开闭状态；
·对操作信息、报警信息进行实时记录；可进行故障查询和分析，同时可以自行编辑生成报表；进行档案资料的记录和存储；
·监控功能，支持电子地图与表格双重显示、动态图标、事件处理等；
·报警功能，包括无效门禁卡报警、防折返报警、防重复进入报警、开门超时报警、破坏报警等；
·报表生成、查询及打印。

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车站级系统
车站门禁系统的主控制器连接到以太网，中央门禁管理服务器通过网络对主控制器进行管理，从而实现数据交换和处理。实现对车站系统管辖范围内的门禁终端设备的监控，能满足系统运作、授权、网络管理、维修管理及系统数据的采集、统计、保存、查询等功能。具体功能如下：
·监控管辖区设备运行状态，自动接收状态数据，自动查询设备状态数据；
·可设定多个级别的操作权限实现不同的操作管理，所有操作事件自动生成日志备查；
·以电子地图模拟设备布置，监控各门禁设备的通信状态、运行状态及故障情况。当出现状态变化或故障时，能在屏幕上准确、实时地显示；
·具有“运行”状态、“在线／备用”状态、“通信失效”报警、非法操作及其他重要信息报警。所有的报警信息都声光提示，且报警界面可以自动弹出，报警必须由操作员确认后才消除，并有数据、时间、确认和处理等记录；
·具有软件更新功能；
·车站管理人员可通过车站级系统实现车站信息数据管理；
·监控门禁设备的运行状态，操作员可查询或打印（分级权限）中央级系统下载的系统参数；
·在车站控制室IBP盘上设紧急控制按钮，紧急状况下断开车站所有门的供电回路，控制门开启；
·根据需求实现多种即时或统计查询功能，能根据需求按时生成各类报表，可以灵活地根据条件查询数据及生成临时报表；
·当中断电源恢复时，所有设备能自动根据相应程序重新启动；
·具有自诊断功能；
·预留与CCTV监视设备的联动功能，当门禁设备报警时，电视监视系统自动调出报警区域图像，使值班人员能够实时监视现场情况。

门禁终端设备功能
·所有控制信息包括设置参数（持卡人记录，准入等级、准入时间表和所有其它与系统有关的操作数据等）均从车站计算机系统下载到主控制器，由主控制器下载到就地控制器；
·就地控制器通过RS485总线和主控制器相连接，实现数据的通讯；
·就地控制器读取卡内信息，在线模式下将信息上传到主控制器，同时接收主控制器下达的指令。在通信中断情况下，自动转为离线模式工作。离线模式下则根据所保存的安全参数进行分析判断，使门的正常开启不受影响。通信恢复后，离线期间保存的信息能自动上传；
·当就地控制器故障时，门的状态为关闭；
·向电控锁具发出动作信号，控制电控锁开/闭；通过对门磁状态检测，判断门的开/闭状态；
·使用与自动售检票系统相同制式（TYPE A）的读卡器作为门禁系统的读卡器，能读取经二次编码后作为员工卡的“城市通卡”及地铁专用员工卡的信息；
·开门事件、报警事件本地存储，同时上传至主控制器；
·紧急开门按钮可直接切断电锁电源，使其处于打开状态，保证在紧急情况下疏散通道畅通。

结语
成都地铁1号线一期智能网络门禁系统彰显了门禁系统在地铁安防系统建设中的作用，虽然该系统目前尚未安装，但其整体设计方案将对国内地铁门禁行业的发展提供又一个典型案例，在中国地铁门禁系统领域添上浓墨重彩的一页。