門禁系統在地鐵綜合監控系統中的研究？
目前,城市交通問題已經成為制約我國大城市經濟發展和城市功能發揮的瓶頸[1]。地鐵作為城市公***交通工具,服務對象涉及社會各階層。為了建設高度網絡化、智能化、信息化的現代化地鐵管理系統,提高管理效率,越來越多的地鐵線路設置了門禁系統(AccessControlSystem,ACS)。
目前在地鐵建設中,隨著自動化技術的不斷進步和地鐵運營要求的不斷提高,越來越多的地鐵自動化監控系統正在由原來的分立式監控系統,向最新的綜合監控系統發展[2]。如何在地鐵綜合監控系統中建設門禁系統,是廣大地鐵建設者和運營管理單位所面臨的壹個重要課題。
1 門禁系統概述
為滿足地鐵現有的兩級調度模式,門禁系統應由中央級門禁系統和車站級門禁系統構成。門禁系統結構如圖1所示,它主要完成對控制中心(OCC)大樓各層辦公室門、通道門和全線各車站的辦公管理用房及設備房門等的開閉控制管理,進行安全防護。
中央級門禁系統是以門禁服務器為核心的門禁管理系統,也是整個地鐵控制中心壹卡通系統的核心組成部分。門禁服務器設置在控制中心大樓的綜合監控機房內,壹主壹備***2臺,采用雙機熱備方式工作。主、備服務器具有相同的功能,但同壹時刻只能有壹臺服務器發出指令。門禁服務器將地鐵沿線各車站的門禁系統聯網,實現門禁系統的集中控制。
車站級門禁系統也稱為分管理中心,主要有車站門禁工作站,設置在車站站長室中,對車站等獨立的防護實體進行監控管理。車站級門禁系統不具備全線門禁系統的配置、管理功能,但可以通過門禁工作站來實現對本站內門禁系統的管理、監控和維護。
門禁系統(ACS)中的就地控制是以智能門禁控制器為核心的總線式結構。智能門禁控制器直接連接通信專用網,與ACS管理服務器之間建立雙向數據通道;而在通信專用網上的所有通信都采用世界上先進的SSL協議進行加密,並通過該數據通道將門禁系統各站發生的所有事件傳給ACS管理服務器,供其監視、控制及存儲。根據操作員不同的權限,相應權限範圍內的事件都將顯示在門禁工作站的終端上。每個智能門禁控制器能驅動多條RS485總線,所有的就地控制器都順序接入任壹條RS485總線,讀卡器、電鎖、門磁等所有就地設備都分別接到就地控制器。
從地鐵控制中心及沿線各車站地理分布的位置考慮,整個門禁系統傳輸距離遠、幹擾源復雜、終端數量較多,因此門禁系統要求采用三級網絡技術管理:控制中心到各車站分管理中心以及大樓各層弱電井采用寬帶光纖傳輸,分管理中心到各區域門禁控制器采用超五類或六類電纜傳輸,區域門禁控制器到現場終端門禁機采用總線傳輸。采用三級網絡傳輸方式,可以利用目前國際上最先進的TCP/IP實時通信協議,實現各遠程門禁終端數據傳輸的安全性和實時性[3],確保整個地鐵門禁系統的高效運行。
2 系統結構研究
2.1 門禁系統的特點
從地鐵線路整體考慮,壹般門禁系統采用“服務器客戶機”分布式網絡結構,以OCC的門禁系統管理服務器為中心,采用集中管理、分散控制。
2.1.1 集中管理
在網絡環境和ACS管理服務器圖形化信息管理平臺下,位於OCC的ACS管理服務器作為統壹的管理平臺,具有強大的實時操作、運行管理、信息顯示查詢、設備管理和配置功能,通過信息***享、信息處理和控制互連,實現對各車站、車輛段、停車場等門禁系統的集中管理和操作。
各ACS管理工作站的操作員或管理員,是通過專門的通信網絡訪問OCC的ACS管理服務器,從而實現對各分區門禁系統的監控和管理。其職責包括:對門禁硬件系統進行設置調試和管理控制;設置和控制每個人員的開門權限、開門時間、開門位置等;通過信息提取和查詢,可以查看指定門禁的所有讀卡信息記錄;實時監控指定門禁的開門狀態與人員進出信息,遠程控制門狀態等;可以按各種分類信息,進行進出記錄匯總和報表打印;能自檢門禁使用狀態發出的故障預警。
2.1.2 分散控制
各車站分管理中心門禁系統的功能和結構相對完整。當各車站分管理中心系統間的連接出現故障時,各車站智能門禁控制器均能獨立工作,而且能夠有效控制各自車站的出入口。
2.2 中央級門禁系統結構
在OCC,根據地鐵建設和運營管理、維護的不同要求,綜合監控系統(ISCS)可以采用集成或互連的方案,建立與門禁系統的聯系。所謂綜合監控系統集成子系統,是指接入子系統的全部信息都由綜合監控系統傳輸,子系統在控制中心和車站的功能由綜合監控系統實現,子系統沒有自己單獨的信息傳輸網絡;而綜合監控系統互連子系統,則是被連的子系統具有自己單獨的信息傳輸網絡,是壹個完整、獨立的系統,但綜合監控系統與它在不同的網絡級別接口,傳輸必要的信息給這些子系統,實現監控功能。由於綜合監控系統基本都布置在控制中心,從而使得這裏的門禁系統有集成或互連兩種構成方案。
2.2.1 ISCS集成ACS
當綜合監控系統集成門禁系統時,ACS不設置單獨的服務器,這時ISCS能夠完成ACS的管理和控制。ACS的控制管理功能,如開關門、權限管理、報警等,都必須通過綜合監控系統軟件完成。此時,ACS必須向ISCS開放自己經過加密的網絡協議。這種方案既節約了投資,又提高了管理效率,非常適合新建地鐵的自動化系統,廣州地鐵5號線就是采用這種方案。地鐵控制中心ISCS集成ACS系統結構如圖2所示。
2.2.2 ISCS互連ACS
當綜合監控系統采用互連方式接入門禁系統時,ACS仍作為壹個獨立的監控系統存在,擁有自己冗余的服務器,ISCS僅通過接口完成與ACS的交互,如讀取門狀態信息、刷卡信息、持卡者相關信息等。這種方案保持了ACS的獨立性,比較適合已建地鐵自動化系統的升級改造。地鐵控制中心綜合監控系統互連門禁系統結構如圖3所示,其中制卡中心同圖2。
2.3 車站級門禁系統結構
車站門禁系統結構與控制中心門禁系統基本相同。不同的是,車站沒有ACS管理服務器,只有門禁管理客戶終端,壹般直接接入通信專用網訪問控制中心的門禁系統管理服務器,從而實現對車站範圍內門禁系統資源的遠程管理、維護和監控,其車站門禁系統結構見圖1。
在當前在建的壹些地鐵工程中,車站門禁系統沒有設置通信專用網,而是通過其他自動化系統接入控制中心。如在南京地鐵2號線壹期工程中,車站門禁系統組態在環境與設備監控系統(BAS)工作站內;北京地鐵1、2號線改造中,車站門禁系統接入電力監控系統中。
3 門禁系統聯動應用
無論在綜合監控系統中是集成還是互連門禁系統,在日益關註資源***享、信息互通的地鐵建設中,與門禁系統相關的聯動都應該仔細、周密地考慮。在非法闖入、門鎖被破壞或讀非法卡時,系統會發出實時報警信息;當接到防盜報警信號後,可聯動門禁控制器關閉相關區域的通道門;當出現火警等情況時,可實現消防聯動,由中心統壹開啟出入通道;重要出入口可啟動CCTV,實現聯動監控。同時,可根據實際需求,在此設置讓持卡人具有刷卡撤防的功能,即通過設置布防後(可根據需要進行密碼布防),當房間內需要再次進入時,則可在規定的時間段通過刷卡進行撤防操作,從而免去煩瑣的操作,達到壹卡通快捷方便的實用效果。
按照實現的復雜程度,聯動可以劃分為低級聯動和高級聯動[4]。低級聯動是指實現復雜程度較低的聯動功能,壹般只牽涉到兩個子系統,其邏輯判斷條件簡單,執行步驟少,執行結果明確。高級聯動是指實現復雜程度較高的聯動功能,壹般牽涉多於兩個子系統,其邏輯判斷條件相對復雜,執行步驟較多,執行結果的選擇較多。
按照綜合監控軟件執行聯動的地理位置,聯動可以劃分為中心級聯動和車站級聯動。中心級聯動是指僅在OCC實現的聯動,因OCC擁有全線各車站的數據,有些聯動只能在此實現,而不能在車站實現,如列車在隧道中發生火災(需手動啟動)。車站級聯動是指僅在車站實現的聯動,如隧道進水(在監測到隧道汙水井報警後自動啟動)。
按照運營所需不同工況,聯動可以劃分為正常聯動和緊急聯動。正常聯動是指在地鐵運營正常的情況下,ISCS完成的聯動功能,如全線車站的早起運、晚停運。緊急聯動是指地鐵運營在遇到火災、爆炸、洪水等異常情況下,ISCS完成的聯動功能。
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