门禁管理系统在城市轨道交通的设计与应用

庞家治

（合肥轨道交通运营有限公司）

1 引言

轨道交通行业门禁系统，是结合轨道交通企业需求，用来实现不同品牌门禁系统，在统一的基础平台下，统一发卡、授权，集成运行，实现集中统一管理的需要而设计研发的智能卡软硬件综合性系统。轨道交通门禁系统由设置在控制中心、车站、车辆段的门禁子系统组成，ACS 的车站级和中心级监控管理功能均由ISCS来完成。在车站，ACS负责就地设备数据的采集及上传，协助ISCS 完成相关功能要求。在中心，门禁系统对各个车站、车辆段的ACS进行监控并负责全线相关门禁授权功能。

2 门禁系统的构成设计原则

2.1 门禁系统管理方式构成设计原则

轨道交通门禁系统的管理采用两级集中管理方式，分为中心级管理和车站级管理两级，如图1所示。

图1 门禁系统两级管理架构

在车站级，ACS 集成在ISCS 上作为ISCS 的一个子系统，可以通过ISCS的操作界面来实现对门禁设备的监控和管理，其中对于车站人员管理信息的查看，则采用门禁系统的车站级一卡通业务管理系统进行查看。车站ISCS 通过门禁系统开放的RS485 协议与门禁控制器进行双向实时传输数据，实现了门禁授权、管理和监控功能，同时，也可以对网络的状态流量、网络控制器和就地控制器设备的输入和输出点状态进行监视。

在控制中心级，门禁系统采用浏览器/服务器架构（Browser/Server，简称B/S）及客户端/服务器（Client/Server，简称C/S）三层网络分布式拓扑结构，以TCP/IP 协议为通讯基础，每个区域网都可以按需求实现自由拓扑，每个设备可以通过本地前端机的串口或者网络接入系统中，并通过线路数据库服务器应用层实时采集、交换数据、多级数据库管理以及对全线门禁设备的维护管理[1]。

2.2 门禁系统控制方式构成设计原则

轨道交通门禁系统的三级控制方式分为中心级、车站级、现场级，其中中心级、车站级控制由综合监控系统实现，现场级控制由门禁系统现场级设备实现，如图2所示[2]。

图2 门禁系统控制方式架构

中心级门禁系统，设置在控制中心大楼设备机房内，并对所有车站和车辆段停车场的ACS 进行监控，由中心级服务器、交换机、制卡/发卡器、制卡授权工作站和管理工作站组成，通过门禁交换机与控制中心ISCS交换机相连，将相关信息下发至现场级门禁设备，并从现场级门禁设备获取设备运行状态信息及各种刷卡报警信息，存储至中心ISCS服务器数据库。

车站级门禁系统，设置在车站综合监控设备室内及车站控制室内，由门禁工作站、网络控制器、交换机等组成，其中网络控制器通过RS485 双总线与各现场级控制器连接并进行数据交换，通过 RJ45通讯端口与中央级ACS 进行数据交换。另外，门禁系统在车站控制室内不设置独立的门禁工作站，其操作界面由ISCS统一整合[3]。

现场级门禁系统，位置设置原则遵循：与行车有关、重要的系统设备用房和管理用房及通道门处设置ACS，对于同一个有多个开门的房间，门禁设置在单门处，对于同一个有多个开门的房间，且门均为双开门的，门禁设置在距离公共区近的门处，在门套门的设备管理用房仅在外门处设一套门禁。现场设备由就地控制器、读卡器、锁具、开门按钮、紧急开门按钮等硬件组成。对于现场级门禁设备，还有可视对讲室内机以及室外门口机，可视对讲室内机设置在车站控制室内及票务室内，可视对讲门口机设置在车站控制室所在的设备区通道门外及票务室外。

3 门禁系统的安全等级设置设计原则

在城市轨道交通中，为了实现门禁卡片的分级管理，对于ACS的安全等级设置有一级、二级、三级、四级。

一级安全等级，设置双向读卡器，进门侧设密码键盘或其他识别装置，并与闭路电视监控系统联动监控。包含的门有：重要的系统和设备用房、管理用房及通道的门、进入中央控制室的通道门。

二级安全等级，设置双向读卡器，进门侧设密码键盘或其他识别装置。包含的门有：车站控制室、站长室、站务室、票务管理室。

三级安全等级，设置单向读卡器，其中进门侧设置密码键盘。包含的门有：设备管理区直通地面的紧急疏散通道门、设备管理区直通公共区的通道门、设备管理区直通隧道区间的通道门。

四级安全等级，设置单向进门读卡器。包含的门有：通信设备室、信号设备室、低压配电设备室、综合监控设备室、自动售检票设备室、站台门设备室、应急照明设备室、环控电控室、通风空调机房和消防泵房等。

4 门禁系统的应用

4.1 ACS在综合后备盘（IBP盘）的应用

门禁系统采用控制系统和电锁系统供电分离的设计原则，对控制器和门禁锁具分别供电。通过IBP盘可以实现在紧急情况下释放门禁，实现门禁系统的解锁，如图3所示，有效/无效切换开关是控制门禁盘面各元器件操作的有效和无效，在钥匙开关打到有效位置时，此时紧急释放按钮操作有效，按下按钮后，IBP盘通过接线端子给门禁专业输出无源信号，对门禁设备下发“紧急释放”的指令，门禁设备执行指令并实现被控区域门锁释放，当门禁向IBP 盘返回“门禁设备释放”的状态信息时，释放状态指示灯点亮。打到无效位置时，按钮无信号输出。试灯功能由IBP盘内部实现，按下试灯按钮，状态指示灯实现试灯功能。

图3 IBP盘门禁盘面布置图

4.2 门禁系统在换乘车站的应用

换乘车站门禁系统的设置，可按照换乘线路的完成周期，分合设与分设两种设置：后期完成车站的门禁现场设备接入先期完成的车站ISCS，由先前建成的车站ISCS 进行统一管理的为合设的方式。两条线都有各自的门禁系统，分别接入各自的ISCS，由各自的ISCS管理的为分设方式[4]。鉴于门禁系统不同厂家的硬件相对孤立、不易兼容的特性和门禁系统由ISCS 深度集成，自身没有设置车站级工作站，而单个门禁网络控制器、就地控制器的容量又有限，为了减少成本和后续的技术发展，按需配置，不宜在先期工程考虑预留太多的容量，又因换乘车站两条线的门禁系统底层从硬件上难以实现合设，故门禁系统采取分设方式。采用分设方式，换乘车站相关线路之间的信息交换可在ISCS 的数据处理层进行，实现跨线授权。

4.3 ACS在其他专业系统的应用

4.3.1 在建筑装修专业的应用

ACS 在建筑装修专业的应用，体现在工程实施过程中的相互配合，如门禁设备如门禁机柜、读卡器、电子锁等的安装前，建筑装修专业需要为这些设备安装预留安装位置以及管线走向，并在这些设备完成安装之后，进行后续装修工作。

4.3.2 在自动售检票系统的应用

ACS 的门禁卡采用轨道交通员工票卡，票卡由自动售检票系统统一制作。门禁系统在站厅公共区付费区与非付费区的栏杆门处设置门禁读卡器，其线缆敷设于自动售检票系统线槽内。

4.3.3 在火灾自动报警系统的应用

ACS与火灾自动报警系统专业的应用在车站综合监控设备室门禁网络控制柜内的接线端子处，接口类型为硬线接口，火灾报警系统向门禁系统提供确认的火灾信息，用于火灾时打开门禁现场装置并接收门禁系统的动作反馈信号。

4.3.4 在低压配电专业的应用

ACS与低压配电专业的应用主要是低压配电专业为车站、车辆段、停车场综合楼门禁系统提供两路稳定可靠的电源以及接地箱，ACS 负责向低压配电专业提供门禁设备的负荷等级、容量和回路配置要求。

5 结束

随着新技术的发展，轨道交通门禁系统集成在综合监控系统中的实践应用，在朝着技术先进、性能安全可靠、易于维护、使用灵活方便、功能全面、可扩展性的方向发展。同时，对于轨道交通行业而言，门禁系统的应用范围会更加广泛化、智能化。