1概述
隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展和廣泛的應用,門(mén)禁系統的發(fā)展也由傳統的主從式智能門(mén)禁系統模式轉換為基于Internet的遠程、網(wǎng)絡(luò )控制模式。門(mén)禁管理系統由單一的門(mén)禁控制管理功能發(fā)展到集計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、自動(dòng)識別技術(shù)、機械工程和安全管理的大型門(mén)禁綜合管理系統。
地鐵門(mén)禁系統屬于大型門(mén)禁系統,它具有控制點(diǎn)數多、數據通訊量大、數據傳輸距離遠、聯(lián)動(dòng)設備多、安全性能要求高等特點(diǎn)。
下面就對門(mén)禁系統在地鐵中的構成及其功能進(jìn)行介紹。
2地鐵門(mén)禁系統的構成
地鐵門(mén)禁系統構成由四大部分構成:第一,系統通訊網(wǎng)絡(luò );第二,中央級門(mén)禁管理系統;第三,車(chē)站級門(mén)禁管理系統;第四,現場(chǎng)級門(mén)禁設備。在運營(yíng)中形成了兩級管理三級控制的管理模式。
地鐵門(mén)禁系統是以車(chē)站為單位,由車(chē)站控制室的車(chē)站級門(mén)禁系統工作站對車(chē)站內設備房門(mén)禁設備進(jìn)行統一管理。各車(chē)站的車(chē)站門(mén)禁系統管理工作站通過(guò)光纖通訊網(wǎng)絡(luò )將各站點(diǎn)的數據信息上傳至中央級門(mén)禁系統。中央級門(mén)禁系統統一管理全線(xiàn)門(mén)禁系統。
2.1系統通訊網(wǎng)絡(luò )
系統通訊網(wǎng)絡(luò )由兩部分構成,第一,全線(xiàn)骨干網(wǎng)絡(luò )。即各站點(diǎn)門(mén)禁系統工作站由光纖網(wǎng)絡(luò )連接進(jìn)行全線(xiàn)通訊;第二,車(chē)站級網(wǎng)絡(luò )。車(chē)站級網(wǎng)絡(luò )采用現場(chǎng)總線(xiàn)方式將車(chē)站內各現場(chǎng)門(mén)禁設備連接。
2.1.1全線(xiàn)骨干網(wǎng)
門(mén)禁系統數據傳輸的骨干網(wǎng)采用的是基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。工業(yè)以太網(wǎng)是以太網(wǎng)技術(shù)在控制網(wǎng)絡(luò )延伸的產(chǎn)物,協(xié)議組包括了物理層的以太網(wǎng)物理層、鏈路層的以太網(wǎng)MAC、網(wǎng)絡(luò )層的網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)協(xié)議IP、傳輸層的傳輸控制協(xié)議TCP和用戶(hù)數據協(xié)議UDP等,工業(yè)以太網(wǎng)與OSI互聯(lián)參考模型的對照關(guān)系如下圖1所示。工業(yè)以太網(wǎng)的物理層與鏈路層采用IEEE802.3標準。
地鐵門(mén)禁系統是通過(guò)基于工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數據通信,車(chē)站門(mén)禁系統管理工作站通過(guò)工業(yè)級千兆光纖交換機可以直接上全線(xiàn)光纖以太網(wǎng),通信速率達10M或100M,系統任何一臺車(chē)站門(mén)禁系統工作站可以直接以TCP/IP或IPX協(xié)議與客戶(hù)內部服務(wù)器進(jìn)行數據交換,實(shí)時(shí)共享全系統所有資源。其特點(diǎn)是:數據傳輸、交換、共享以及遠程訪(fǎng)問(wèn)容易、方便,數據處理速度快,動(dòng)作響應速度快。地鐵全線(xiàn)門(mén)禁系統網(wǎng)絡(luò )如圖2所示。
2.1.2車(chē)站級門(mén)禁系統網(wǎng)絡(luò )
車(chē)站門(mén)禁系統網(wǎng)絡(luò )采用的是現場(chǎng)總線(xiàn)方式,將多臺門(mén)禁網(wǎng)絡(luò )控制器分別掛在RS485現場(chǎng)總線(xiàn)上,通過(guò)ATM方式進(jìn)行數據通訊,所有設備的信息通過(guò)RS485轉RS232的轉換器與車(chē)站的工作站連接。特點(diǎn)是通訊距離遠,RS485現場(chǎng)總線(xiàn)在不加中繼的情況下有效通訊距離是1200米;門(mén)禁網(wǎng)絡(luò )控制器的每個(gè)RS485口,可帶多臺門(mén)禁控制器設備。車(chē)站級門(mén)禁系統包括各車(chē)站級的門(mén)禁系統和控制中心站級的門(mén)禁系統。車(chē)站門(mén)禁系統網(wǎng)絡(luò )如圖3所示。
2.2中央級門(mén)禁管理系統
中央級門(mén)禁系統是集中處理下級門(mén)禁系統的數據信息,即通過(guò)中央級門(mén)禁系統對控制中心大樓、各車(chē)站級門(mén)禁系統的下一級進(jìn)行操作管理。
主要的設備有中央門(mén)禁管理服務(wù)器、管理工作站、數據服務(wù)器、數據庫軟件、門(mén)禁系統管理操作軟件以及交換機。
2.2.1門(mén)禁系統管理服務(wù)器
門(mén)禁系統管理服務(wù)器主要功能是監視各車(chē)站門(mén)狀態(tài)、故障信息以及存儲歷史記錄。
2.2.2中央級系統管理工作站
中央級系統管理工作站是門(mén)禁系統的管理控制中心,實(shí)現對各車(chē)站(區域)系統內的所有門(mén)禁終端的監控,滿(mǎn)足系統運作、授權、設備監測與控制、網(wǎng)絡(luò )管理、數據庫管理、維修管理、及系統數據的集中采集、統計、保存、查詢(xún)等功能。
2.2.3數據庫軟件
數據庫就是將數據以一定的格式、一定的標準,按照一定的數據結構要求,構造的一組數據文件,按照確定的存取路徑,實(shí)現對數據資源的調用。常用的數據庫有SQLServer、Oracle、Sybase。
2.2.4工業(yè)級交換機
中央級門(mén)禁系統工業(yè)級交換機具有支持網(wǎng)管功能?？梢詫π畔⒘髁窟M(jìn)行管理監視、分析;可以為應用數據流分配帶寬、優(yōu)先級及控制
網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn);可以通過(guò)VLAN(虛擬局域網(wǎng)絡(luò ))技術(shù)強化網(wǎng)絡(luò )管理和網(wǎng)絡(luò )安全,控制不必要的數據廣播。
2.2.5門(mén)禁系統管理操作軟件
門(mén)禁系統管理軟件基于視窗操作平臺,穩定運行于WINDOWS2000、WINDOWSNT、WINDOWSXP等操作系統。
主要功能如下:
控制器管理功能:監控車(chē)站級工作站運行狀態(tài),收集車(chē)站級工作站運行狀態(tài)數據,數據庫的建立、備份、清除;門(mén)禁卡授權管理功能設置車(chē)站系統運作參數,下達運作命令及設置系統運行模式到各個(gè)車(chē)站;緊急狀態(tài)下可以解除車(chē)站門(mén)禁狀態(tài)。
卡片管理功能:發(fā)卡、退卡、掛失卡。
記錄管理功能:對操作信息、報警信息進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄、歷史記錄;進(jìn)行故障查詢(xún)和分析,可以自行編輯報表,也可自動(dòng)生成日、周、月、年的報表;進(jìn)行檔案資料的記錄和存儲。
網(wǎng)絡(luò )監視管理功能:對系統及網(wǎng)絡(luò )具有在線(xiàn)監視、自診斷、自恢復及在線(xiàn)修復功能,并可顯示網(wǎng)絡(luò )負荷情況。
2.3車(chē)站級門(mén)禁系統
車(chē)站級門(mén)禁系統是由車(chē)站門(mén)禁系統管理工作站對本站門(mén)禁進(jìn)行數據管理、處理。監視現場(chǎng)設備狀態(tài)、故障等。
車(chē)站級門(mén)禁系統由車(chē)站系統管理工作站、門(mén)禁網(wǎng)絡(luò )控制器、車(chē)站門(mén)禁系統管理軟件構成。
2.3.1車(chē)站級門(mén)禁系統管理工作站
車(chē)站級門(mén)禁系統管理工作站是車(chē)站門(mén)禁系統實(shí)現對本車(chē)站系統內的所有門(mén)禁終端的監控,滿(mǎn)足系統運作、授權、設備監測與控制、網(wǎng)絡(luò )管理、數據庫管理、維修管理、及系統數據的集中采集、統計、保存、查詢(xún)等功能。
2.3.2門(mén)禁網(wǎng)絡(luò )控制器
門(mén)禁網(wǎng)絡(luò )控制器將電源、控制、驅動(dòng)、通訊集成為一體的設備,通過(guò)提供RS232轉RS485的通訊接口與車(chē)站級的門(mén)禁控制器連接。門(mén)禁網(wǎng)絡(luò )控制器提供了多個(gè)RS485通訊接口,一般有2至8個(gè)通訊接口,每條RS485總線(xiàn)可以驅動(dòng)多個(gè)門(mén)禁控制器。理論上,每條RS485總線(xiàn)可以攜帶256臺門(mén)禁控制器,但是考慮到工程實(shí)施的實(shí)際情況,一般只攜帶不大于32臺門(mén)禁控制器。
2.3.3車(chē)站門(mén)禁系統管理軟件
通訊管理功能:能接收中央級管理工作站系統下達的系統參數,同時(shí)將參數下達到相關(guān)門(mén)禁終端;車(chē)站管理工作站與中央級系統管理工作站之間網(wǎng)絡(luò )中斷時(shí),車(chē)站門(mén)禁系統也能正常工作,在通訊網(wǎng)絡(luò )連通時(shí),將網(wǎng)絡(luò )中斷時(shí)間內的數據上傳至中央級系統管理工作站。
管理功能:能監控門(mén)禁終端的運行狀態(tài),在門(mén)禁終端狀態(tài)變化時(shí)應能自動(dòng)接收其狀態(tài)數據,自動(dòng)查詢(xún)門(mén)禁終端的狀態(tài)數據,保存接收設備狀態(tài)數據。
軟件自動(dòng)更新功能:車(chē)站級系統管理工作站應能接收中央級系統管理工作站下載的門(mén)禁終端更新軟件,具備自身及通過(guò)車(chē)站(或本區域)網(wǎng)絡(luò )對門(mén)禁終端的軟件更新功能。
2.4現場(chǎng)級門(mén)禁系統
現場(chǎng)級門(mén)禁系統由門(mén)禁控制器、讀卡器、門(mén)鎖、緊急開(kāi)門(mén)按鈕等設備構成。
2.4.1門(mén)禁控制器
門(mén)禁控制器通?？煞譃橐惑w式和分體式,一體式即控制器與讀卡器連成一體的門(mén)禁設備。它具有體積小、功能簡(jiǎn)潔、安裝簡(jiǎn)易等特點(diǎn)。在民用建筑上使用較多。分體式即控制器與讀卡器分散獨立安裝。特點(diǎn)是接線(xiàn)較多、復雜,體積較一體式大。
分體式門(mén)禁系統是典型結構,下面就對該典型結構進(jìn)行分析:
門(mén)禁控制器是將電源、控制、驅動(dòng)、通訊集成為一體的設備。實(shí)現功能如下:可以實(shí)現聯(lián)網(wǎng)或獨立工作;當與門(mén)禁網(wǎng)絡(luò )控制器聯(lián)系中斷時(shí),門(mén)禁控制器能自動(dòng)轉入獨立工作模式,并能識別門(mén)禁卡中與系統吻合的密碼,從而實(shí)現基本的門(mén)禁功能;對數據進(jìn)行存儲和保護;對非正常狀態(tài)的開(kāi)門(mén)即時(shí)報警,將報警信息上傳門(mén)禁網(wǎng)絡(luò )控制器;可以通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò )下載更新車(chē)站系統軟件。
2.4.2讀卡器
讀卡器是將讀取到的卡片信息進(jìn)行鑒證、識別,并將數據處理上傳至門(mén)禁控制器由門(mén)禁控制器發(fā)出相關(guān)工作指令,門(mén)鎖執行動(dòng)作。
2.4.3卡片
通過(guò)讀卡或讀卡加密方式來(lái)識別進(jìn)出權限,按卡片的種類(lèi)可以分為磁卡和射頻卡兩種卡片。
磁卡:采用接觸式讀取卡片的信息。其特點(diǎn)成本低,讀卡設備易磨損,使用壽命
短,卡片易復制,卡片信息容易在外界磁場(chǎng)下丟失,導致卡片無(wú)效。
射頻卡:射頻卡采用非接觸方式與讀卡設備進(jìn)行數據交換,一般采用13.56MHz的頻率進(jìn)行數據交換。具有方便安全,使用壽命長(cháng),卡片很難被復制,卡片信息保存10年。射頻卡可以分為Mifare1卡、Motorola卡、EM卡、HID卡、Legic卡等。
2.4.4門(mén)鎖
門(mén)鎖是門(mén)禁系統的執行部件,根據門(mén)的材料、出門(mén)要求等不同的需求選取不同的鎖具:主要有以下幾種類(lèi)型:
電磁鎖:電磁鎖斷電開(kāi)門(mén),符合消防要求。并配有多種安裝架以供選擇。適用于單向的木門(mén)、玻璃門(mén)、防火門(mén)、對開(kāi)的電動(dòng)門(mén)。
陽(yáng)極鎖:陽(yáng)極瑣是斷電開(kāi)門(mén),符合消防要求。安裝在門(mén)框的上部與電磁鎖不同的是陽(yáng)極鎖適用于雙向的木門(mén)、玻璃門(mén)、防火門(mén),而且本身帶有門(mén)磁檢測器,可隨時(shí)檢測門(mén)的安全狀態(tài)。
陰極鎖:陰極鎖一般為通電開(kāi)門(mén),適用單向木門(mén)。安裝需配UPS電源,停電時(shí)陰極鎖是所門(mén)的。
2.4.5緊急開(kāi)門(mén)按鈕
緊急開(kāi)門(mén)按鈕直接接在電瑣的供電回路里,安裝方式與門(mén)鎖的安裝有關(guān),在打碎玻璃后保證電鎖處于打開(kāi)狀態(tài),在緊急情況下保證疏散通道暢通。
3系統運行模式
地鐵門(mén)禁系統現場(chǎng)設備運作模式有三種:第一,在線(xiàn)模式;第二,離線(xiàn)模式;第三,災害模式。
在線(xiàn)模式:即全線(xiàn)各車(chē)站處于正常的運行狀態(tài),門(mén)禁系統的所有設備都處于正常的工作狀態(tài)。門(mén)禁控制器將信息上傳到車(chē)站級設備,收到車(chē)站級設備的指令。
離線(xiàn)模式:根據所保存的安全參數進(jìn)行分析判斷,使門(mén)的正常開(kāi)啟不受影響。在與車(chē)站級設備的通信中斷的情況下,自動(dòng)的轉為離線(xiàn)模式工作,且離線(xiàn)后重新在線(xiàn)時(shí),離線(xiàn)的信息可以重新上傳到車(chē)站級設備。
災害模式:當發(fā)生火災時(shí),自動(dòng)的轉為災害模式。將所有設備房電鎖均處于開(kāi)門(mén)狀態(tài),與此同時(shí),自動(dòng)售檢票系統的閘機門(mén)也處于打開(kāi)狀態(tài)。
4結束語(yǔ)
隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展更新,相信在不久的將來(lái)門(mén)禁系統為地鐵帶來(lái)更加的安全、有效、方便、快捷。
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