地鐵軌道交通的ACS與ISCS集成的門禁及監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

近年來，在我國大城市中掀起一股興建地鐵的熱潮，與此同時，地鐵門禁系統(tǒng)也得以快速發(fā)展并不斷完善。地鐵門禁系統(tǒng)已由從一個獨立系統(tǒng)或安防系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，融入到綜合監(jiān)控集成平臺大系統(tǒng)中，實現(xiàn)真正的系統(tǒng)集成管理。在實現(xiàn)方式上，也從簡單的硬線連接，到計算機(jī)層面的軟件接口，發(fā)展到硬件設(shè)備層面的集成。

重慶軌道交通三號線一期工程綜合監(jiān)控集成項目與重慶市軌道交通一號線工程綜合監(jiān)控集成項目，其ISCS綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括ACS門禁系統(tǒng)、PSCADA電力監(jiān)控系統(tǒng)、BAS環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、FAS火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、綜合信息平臺等多個專業(yè)系統(tǒng)。

ISCS的主要運作原理是用系統(tǒng)化方法將各分散的自動化系統(tǒng)聯(lián)結(jié)為一個有機(jī)的整體，它有助于實現(xiàn)實現(xiàn)軌道交通各專業(yè)系統(tǒng)之間的信息互通、資源共享，提高各系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合能力，高效實現(xiàn)系統(tǒng)間的聯(lián)動，提高軌道交通全線的整體自動化水平，建立與重慶市軌道交通指揮中心相聯(lián)的信息高速通道，從而使重慶軌道交通線路的運營管理納入到全市的軌道交通運營管理體系。

ACS與ISCS集成。ACS門禁系統(tǒng)采用分布式控制和集中監(jiān)控管理的運行方式，以實現(xiàn)對軌道交通內(nèi)外的出入通道的智能化控制管理。其實行中心級、車站級兩級管理，實行中心級、車站級、就地級三級控制方式。其中中心級主要負(fù)責(zé)ACS門禁系統(tǒng)的日常設(shè)備運行管理、設(shè)備運行統(tǒng)計、故障報警統(tǒng)計、門禁卡的授權(quán)管理、設(shè)備控制參數(shù)及安全參數(shù)管理、系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理等;而車站級主要負(fù)責(zé)設(shè)備監(jiān)視、故障報警、設(shè)備控制等功能。

設(shè)計原則

ACS系統(tǒng)采用集中管理，則分級控制方式。中央與車站集中管理，中央、車站和現(xiàn)場分三級控制。

ACS系統(tǒng)不僅具有在線、離線、災(zāi)害三種運行模式，而且可根據(jù)需求自動轉(zhuǎn)換、設(shè)立多種模式以及設(shè)置多種門禁管理應(yīng)急預(yù)案。

中心級主要負(fù)責(zé)ACS門禁系統(tǒng)的日常設(shè)備運行管理、設(shè)備運行統(tǒng)計、故障報警統(tǒng)計、門禁卡的授權(quán)管理、設(shè)備控制參數(shù)及安全參數(shù)管理、系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理等。

在車站不設(shè)置ACS門禁系統(tǒng)專用工作站，ACS門禁系統(tǒng)車站級功能由ISCS車站管理工作站完成。車站級主要負(fù)責(zé)設(shè)備監(jiān)視、故障報警、設(shè)備控制等功能。

在緊急情況下，可以以車站為單位，通過車站車控室的IBP盤上的門禁系統(tǒng)緊急按鈕，切斷車站的相應(yīng)門禁點電鎖電源，實現(xiàn)逃生。

ACS門禁系統(tǒng)采用軌道交通員工卡作為進(jìn)入授權(quán)區(qū)域的門禁卡，系統(tǒng)可根據(jù)要求為門禁卡設(shè)置不同的授權(quán)等級，并實現(xiàn)多級管理。系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)員工考勤功能。

ACS門禁系統(tǒng)充分考慮擴(kuò)展性和兼容性，在滿足軌道交通運營商合并或調(diào)整的同時，對門禁子系統(tǒng)的調(diào)整、擴(kuò)展以及兼容性的要求。

在設(shè)備安裝方面，所有的控制器和接口模塊都要求安裝在金屬封閉箱體內(nèi)，且需箱體外殼接地，只有這樣才能保證設(shè)備處于一個相對安全的電磁環(huán)境中。

ACS門禁系統(tǒng)專用設(shè)備采用模塊化設(shè)計，以滿足系統(tǒng)靈活組網(wǎng)的要求。ACS門禁系統(tǒng)所有設(shè)備具備24小時不間斷工作能力。

系統(tǒng)構(gòu)成及實現(xiàn)功能

門禁系統(tǒng)是以車站為單位，由車站車控室的ISCS系統(tǒng)工作站對車站內(nèi)門禁設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)視以及相關(guān)聯(lián)動;中央級門禁管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)對全線門禁系統(tǒng)配置設(shè)備參數(shù)、人員授權(quán)、數(shù)據(jù)存儲，同時，也具備設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、報警響應(yīng)、報表查詢等功能。ACS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。

中央級系統(tǒng)構(gòu)成及實現(xiàn)功能

控制中心門禁服務(wù)器負(fù)責(zé)對全線門禁系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)配置，數(shù)據(jù)存儲，管理工作站到終端設(shè)備的控制指令以及用戶管理，該服務(wù)器上安裝門禁管理服務(wù)器端軟件、數(shù)據(jù)庫。門禁服務(wù)器接收門禁操作工作站的控制信令并解析發(fā)送至指定車站門禁控制器，再傳至門禁終端設(shè)備。

系統(tǒng)設(shè)置2臺發(fā)卡授權(quán)工作站和2臺客戶端操作工作站，具體如下。

2臺工作站作為門禁系統(tǒng)的授權(quán)工作站，在系統(tǒng)使用專用的發(fā)卡器通過RS232直接與授權(quán)工作站連接，在授權(quán)發(fā)卡時，發(fā)卡器將卡號讀入到授權(quán)工作站，授權(quán)工作站讀取卡號信息后為員工卡設(shè)置各類參數(shù)并記錄持卡人個人資料通過網(wǎng)絡(luò)存儲至門禁應(yīng)用服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中。

2臺工作站作為門禁系統(tǒng)的操作客戶端，安裝門禁管理客戶端軟件，操作員根據(jù)不同的用戶名和密碼登錄門禁系統(tǒng)工作站，根據(jù)不同的操作權(quán)限，可以對全線門禁系統(tǒng)或部門門禁系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行控制管理以及查詢，并能打印報表，可以監(jiān)視全線或部門車站門的開閉狀態(tài)和報警信息，實現(xiàn)本標(biāo)書要求的中央級門禁系統(tǒng)功能和工作人員考勤功能。

ISCS綜合監(jiān)控系統(tǒng)在中央級通過ISCS服務(wù)器與門禁系統(tǒng)的ACS服務(wù)器進(jìn)行通訊，主要完成歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。中央級ISCS服務(wù)器與車站級ISCS服務(wù)器（或稱ISCS車站級工作站）為ISCS系統(tǒng)內(nèi)部通訊。

車站級系統(tǒng)組成及實現(xiàn)功能

車站級門禁系統(tǒng)（見圖2）主要由ISCS車站工作站以及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組成，該工作站上安裝車站級ISCS綜合監(jiān)控應(yīng)用軟件。車站級不設(shè)置專用的管理工作站運行ACS管理工作站軟件，門禁系統(tǒng)車站級功能，由ISCS綜合監(jiān)控應(yīng)用軟件實現(xiàn)。

車站級ISCS綜合監(jiān)控應(yīng)用軟件包含眾多系統(tǒng)模塊，包括BAS、FAS、ACS等，ACS門禁系統(tǒng)作為其中一個應(yīng)用模塊，車站級ISCS工作站通過交換機(jī)以TCP/IP方式接入ISCS局域網(wǎng)，與中央級ISCS服務(wù)器連接。

現(xiàn)場級系統(tǒng)構(gòu)成及實現(xiàn)功能

現(xiàn)場級門禁系統(tǒng)由門禁控制器、接口模塊以及各類終端執(zhí)行設(shè)備組成，控制器最多可管理16個門禁點（讀卡器接口模塊）。讀卡器接口模塊放置在現(xiàn)場，負(fù)責(zé)單個門禁點的設(shè)備（讀卡器、機(jī)電一體鎖、出門按鈕、門磁）功能執(zhí)行;此結(jié)構(gòu)將執(zhí)行功能和管理功能設(shè)備分開，大大減少了控制器的使用數(shù)量。

控制器通過RS485串行總線與讀卡器接口模塊進(jìn)行通信。接口模塊作為門禁終端設(shè)備與控制器的橋梁，連接控制器。每個接口模塊的單點故障不會影響其他門禁保護(hù)區(qū)的正常工作。讀卡器接口模塊與讀卡器之間以維根（Wiegand）格式進(jìn)行通訊;門磁等就地設(shè)備向讀卡器接口模塊提供干接點。

控制器的一個TCP/IP端口通過ISCS網(wǎng)絡(luò)連接至門禁服務(wù)器，實現(xiàn)控制中心門禁服務(wù)器與門禁控制器的連接，接收控制中心門禁服務(wù)器和管理工作站對門禁控制器的運行參數(shù)設(shè)置、授權(quán)管理、遠(yuǎn)程控制，上傳門禁控制器事件信息。

控制器通過另一個TCP/IP端口連接至ISCS管理工作站，實現(xiàn)ISCS系統(tǒng)對門禁設(shè)備的運行狀態(tài)的實時監(jiān)視，報警事件處理，遠(yuǎn)程控制等功能。門禁控制器通訊端口功能劃分見圖3。

系統(tǒng)特點

門禁控制器開放底層通訊協(xié)議，通過通訊端口直接與ISCS車站級管理計算機(jī)實現(xiàn)連接，而不是基于PC層面的通訊。實現(xiàn)最大限度的集成，最靈活的應(yīng)用，同時滿足門禁系統(tǒng)離線工作要求，這一點是基于PC層面的集成所無法實現(xiàn)的。

門禁控制器通過兩路通訊路由，使ACS門禁系統(tǒng)與ISCS系統(tǒng)保持相對獨立。ACS為門禁設(shè)備廠商自身管理系統(tǒng)，ISCS系統(tǒng)由ISCS平臺廠商根據(jù)門禁設(shè)備廠商提供協(xié)議開發(fā)。

在車站級取消門禁專用工作站，將門禁系統(tǒng)及其它系統(tǒng)的操作，集中在ISCS工作站完成，方便操作，加強(qiáng)各系統(tǒng)間的聯(lián)系。為避免中央和車站級的多頭管理，車站級除必要的控制功能外，如緊急情況下的遠(yuǎn)程開門，只負(fù)責(zé)設(shè)備監(jiān)視、報警處理、數(shù)據(jù)查詢等日常操作功能，而持卡人授權(quán)、設(shè)備運行參數(shù)設(shè)備等權(quán)限，不會下放到車站ISCS，而是在中央ACS門禁系統(tǒng)中實現(xiàn)。

門禁設(shè)備，從控制器到前端電控鎖具，統(tǒng)一采用一個廠商的產(chǎn)品。將電子與五金統(tǒng)一納入ACS門禁系統(tǒng)包內(nèi)，凡門禁點涉及的五金設(shè)備，如合頁、閉門器、順序器等，由ACS門禁系統(tǒng)一并提供，減少工作界面，提高接口效率，方便系統(tǒng)維護(hù)。

改善提高

提高門禁系統(tǒng)的冗余備份能力。除了在中央服務(wù)器級作出改進(jìn)，在通訊網(wǎng)絡(luò)、控制器通訊端口等環(huán)節(jié)也需加強(qiáng)設(shè)備冗余，提供故障處理能力。

門禁控制器通訊協(xié)議可以向開放接口、通用協(xié)議方向發(fā)展。門禁控制器通訊協(xié)議，與BAS、FAS系統(tǒng)有所不同，除設(shè)備通訊狀態(tài)，門開、關(guān)狀態(tài)等信息外，還包含如刷卡事件等信息，MODBUS等協(xié)議不能完全適合該類信息表述。門禁控制器通訊協(xié)議可以作封裝，盡量與通用協(xié)議接軌。

強(qiáng)化門禁系統(tǒng)控制權(quán)的協(xié)調(diào)。完善控制權(quán)轉(zhuǎn)移機(jī)制，實現(xiàn)在中央級和車站級實現(xiàn)控制權(quán)的轉(zhuǎn)移，確保對設(shè)備控制器的唯一性。