广州地铁一、二号线门禁系统的设计
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广州地铁一、二号线门禁系统的设计
洪澜;赵驰
【摘 要】本文从广州地铁一、二号线门禁系统的组成、功能及其应用要求,设备的选择等几个主要问题入手,阐述了在设计、选择及应用门禁系统应着重关注的几个技术关键.
【期刊名称】《自动化与信息工程》
【年(卷),期】2004(025)001
【总页数】3页(P13-14,20)
【关键词】门禁系统;主控制器;就地控制器;安全性
【作 者】洪澜;赵驰
【作者单位】广州市地下铁道设计研究院;广州地下铁道总公司建设事业总部
【正文语种】中 文
【中图分类】U231.6
广州地铁一、二号线门禁系统包括一、二号线36个站内设备房与管理用房的门禁系统和总公司办公大楼（升级）的门禁系统，共1300多个门。门禁系统是实现员工进出管理的自动化系统：可自动识别员工身份；自动根据系统设定开启门锁；自动记录交易；自动采集数据，自动统计、产生报表；并可通过系统设定实现人员权限、区域管理和时间控制等功能。
2.1 门禁系统的组成
系统主要由以下部分组成：实现门的开启 的门禁前端设备，实现对指定区域内设备控制和相应的数据采集和统计功能的主控制器（又称系统控制器），实现对整个网络上的设备进行控制和所有的数据采集、统计功能的中央服务器，及门禁软件等。
系统包括三层控制结构：第一层由门禁中央计算机及门禁管理应用软件组成，该工作站通过地铁通信系统与车站局域网连接；第二层由车站门禁操作终端（PC机）、主控制器和相应的应用软件组成，负责对车站级设备房及管理用房按上层授权的规则进行进入控制，包括连接与门禁就地控制器的通讯、向上报告各种异常情况和监视所有门的工作状态；第三层由门禁就地控制器、读卡器和电子锁组成，是系统的最终执行单元，门禁就地控制器、读卡器读取门禁卡（包括：公交“一卡通”系统发行但由地铁进行二次编码的员工票，及由地铁独立发行的专用员工票）内的授权信息并进行分析，发出相应的信号给电子锁，由锁执行开启和锁闭操作。图1是门禁系统示意图。
2.2 门禁系统的功能概述
系统具有：授权管理、授权档案数据库管理、授权信息传递、监控门的工作状态、报警及查询等功能。
系统具备出现异常情况时的自适应能力。当管理主机出现病毒、死机时，门正常开启不受影响。
2.3 门禁系统的配置
系统的设计满足了系统功能、性能稳定可靠、功能实用的要求。集中体现了系统设计的合理性、可靠性、技术先进性、扩展潜力及兼容性。
（1）管理软件 软件选用MACAS2000综合保安系统集成软件。它以信息分散采集和综合利用相结合的方式，集成了门禁综合报警、网上浏览查询以及远程监控管理等多种功能和接口，实现了集成和智能网络一体化。车站的每个设备通过RS-485总线以及主控制器连接在管理工作站上，工作站之间通过地铁局域网，采用TCP/IP协议进行数据传输。
（2）中央级服务器 在公园前控制中心安装两台NT Server PC服务器。服务器内装载网络版软件MACAS2000 Server，负责存储所有现场设备的进出门事件记录，并向其它系统提供协议接口。
（3）主控制器（即系统控制器） 主控制器MC-B4/B8（以下简称为MC）。MC上端用串口方式将门禁数据上传到分站的管理PC机，在由管理PC通过地铁通信骨干网传递到管理服务器的数据库（由于MC自带网络接口模块，也可选择将人员进出门事件记录通过以太网传递到服务器的数据库的方式），供管理员随时浏览查询；下端通过RS-485接口模块以总线方式连接所有的就地控制器，采集数据以便实时上传。每台MC最多可管理512台就地控制器，为系统扩充提供了充分的条件。每个站配备一台MC。
（4）就地级设备（主要设备）· 读卡器ML725G，可同时识别两种格式（ISO14443 TypeA和B）卡片的主板。· 就地控制器（即现场控制器）ML293，它用4线制的RS-485口通讯协议与MC相连。ML293可监控门的地址和采用维庚格式输入的读卡器，并能控制电锁。每一台ML293只提供唯一的设备地址，同其它的ML293用RS-485口通讯线一起连接在总线上。既可联机使用也可脱机独立使用，无须设置，联机使用时可通过MACAS系列管理软件来实现门禁监视、数据查询、出入门权利变更等多种功能。采用循环存储技术，保证最新的数据被安全记录。门禁机内至少存储2000笔最新数据，联机后可被上位机读取。数据存储数量与管理模式有关。采用特殊记忆体保护装置，门禁编码及系统数据不会因断电而消失。具有超时报警、非法侵入报警、防撬报警功能。外壳具备防破坏触点。当被破坏或侵入时具有报警输出信号，且具备开门监视及一区域防盗监视回路。
3.1可靠性
定量表示可靠性的技术指标是：平均无故障次数：MCBF≥100000次；平均故障恢复维修时间：MTTR≤30分钟。
3.2安全性
系统采用多级密码管理机制。一般操作用户只能浏览实时监控系统；管理员级，还可对系统进行人员授权、门禁设置等；系统工程师级,除以上功能外,还能对系统前几级密码进行修改和系统硬件参数设置。
数据库为SQL Sever2000，采用三级安全保护。主服务器数据库实时保全所有记录；工作站数据库记录所有该车站连接的设备数据；设备内存数据库保存在硬件控制器上的进出数据。系统正常运作时，数据分别备份到各设备上,一旦服务器失败，数据备份到工作站和设备上，待服务器恢复后,自动上传；网络故障时，整个硬件系统继续独立工作，数据保存在硬件内存中。三级安全性很大程度的保证了数据不会丢失。
3.3扩展性
所有数据库均采用相同的数据库技术。各集成管理系统（IMS）均要求支持TCP/IP以及ODBC技术，以使系统真正作到开放性，为集成管理系统（IMS）与其他外部系统集成奠定基础。
RS485是50、60年代先进工业国家，研究出的一种工业界数据通信标准。60、70年代广泛应用于欧美工业国家，并沿用至今。但其具有局限性。
（1）通信距离和速率 总线式组网，通信距离1200米左右，通讯速率一般为4800b/s或9600b/s。
（2）通信协议 RS485通信协议为令牌传递方式。一RS485网段上，理论上最多可挂接128个终端。如有N个数据采集终端，它与上微机通信，完全取决于上微机软件系统。即，这N个终端是完全被动的。当上微机决定与这N个终端中的任一个通信时，上微机向该终端发出令牌，该终端获得令牌后，便可与上微机进行数据通信；而其它N-1个终端因无令牌，便不能与上微机进行数据交换。上微机不断循环地向N个终端传递令牌，便构成网络。
（3）稳定性 RS485设备连接入以太网时，需经一台电脑作为网关，且要求该电脑能满足7×24小时连续工作，不能关机，否则会存在数据丢失的风险。
（4）设备硬件 485设备一般采用8位单片机，falsh memory或带电池保护的ram存储数据，这虽然降低了成本，但却大大增加了数据丢失的风险性。
（5）网络安全 RS485组网技术是一种应用于点数少、分布广、数据不大的工业控制领域的组网技术，网络短路可造成系统崩溃。由于是总线结构，在总线上短路将使整个总线上的设备不能通信。某个设备的损坏可能导致总线失败。
广州地铁一、二号线门禁系统已开通运营和投入使用，功能不断趋于完善，为保障地铁安全运营发挥了一定作用。但选择更加安全的、可靠的、资源共享的“一卡通”联网门禁系统应是我们关注的重点。
【相关文献】
[1] 王汝琳. 智能门禁控制系统的发展. 安全&自动化, 2003(54): 60
赵驰，男，广州地铁建设事业总部门禁系统项目经理。
