关于地铁门禁系统互联互通的建设思路

    引言

    为确保地铁正常、安全运营，保证地铁建设、运营等部门指定人员在授权情况下进入车站、控制中心或车辆段等地铁设备房等管理限制区域，防止非授权人员进入限制区域，国内越来越多的地铁线路均设置了ACS门禁系统(AccessControlSystem）。

   考虑到门禁系统对于地铁运营管理的重要性，在目前的地铁建设中，建设单位和设计单位对于门禁系统的高要求使得新技术、新产品不断的得到应用，同时也造成了同一城市的不同地铁线路的门禁系统多采用不同品牌的门禁产品。以广州地铁为例，即有门吉利、DDS和霍尼韦尔等品牌的门禁系统；可以预见的是，随着地铁线网的不断延伸，还会引入更多的门禁系统品牌。

    1. 国内地铁门禁系统的应用现状

    从国内地铁门禁系统的建设发展来看，初期建设的地铁并没有设置门禁系统，但从广州地铁1、2号线开始，全国各地陆续新建的地铁或轻轨项目都建设了门禁系统。如今，门禁系统已成为国内轨道交通必不可少的子系统。

    和国内地铁其他机电子系统一样，随着信息技术水平的不断发展，门禁系统的技术也有了很大的进步，许多新技术也不断应用于地铁门禁系统中，如同时识别多标准的卡片、采用分布式数据库、多级数据存储、双总线通讯网络、B/S系统结构等。这些新技术的应用使得地铁门禁系统的网络结构更加多样性、系统安全性和稳定性更高、数据/信息传输/处理/存储能力更强、系统功能更加强大和完善。

    由于同一城市的不同地铁线路往往采用不同品牌的门禁系统，其数据很难做到完全统一，给地铁运营管理部门在对各线路门禁进行管理授权时造成很大的影响，主要表现在以下几个方面：

    跨线路授权复杂

    目前各条线路的门禁卡授权均采用独立的分线级中央设备对门禁卡授权和管理。在对换乘站员工、临时检修人员等跨线路人员进行授权时，上述管理和授权模式将造成授权工作繁琐，不便和不利于工作人员及时有效的进出限制区域开展工作，同时不能及时有效地发现和处理故障卡、非法卡和黑名单卡，对地铁正常、安全运营造成影响。

    各线路门禁数据孤立

    由于各条线路的门禁系统独立建设，数据库无法统一，对于跨线路的门禁采集数据不能实现互联和共享，对跨线路授权的人员出入情况无法实时跟踪及管理，对控制门禁卡的非法使用和黑名单卡的及时处理造成影响，不便于对工作人员和门禁卡的及时管理、监控工作。

    线路升级改造困难

    随着地铁线网建设进度的不断加快，对于原有线路的分拆和延伸将会越来越多。在此情况下，原有门禁系统的升级和改造将会给建设者造成很大的困扰，既有门禁系统和新入品牌门禁难以实现兼容和扩展，将直接导致建设和维护成本的增加。

     综上所述，如何实现同一城市的不同地铁线路的门禁系统互联互通，将成为地铁建设单位和运营管理单位所面临的一个重要课题。

    2. 地铁门禁系统互联互通解决方案

    为有效解决上述门禁卡线路授权管理复杂、数据不能实现互联和共享、门禁系统难以兼容和扩展等问题，应在了解国内地铁门禁系统通用结构的基础上提出解决方案。

    2.1. 地铁门禁系统结构

    通常情况下，国内地铁门禁系统结构为三级结构：

    就地级：磁力锁、读卡器、开门按钮、紧急破玻按钮、门禁控制器等；

    车站级：门禁通信管理器（站级系统服务器）；车站工作站；

    线路中央级：中央服务器、授权管理工作站。

    地铁门禁系统通用结构示意图如下所示： 

    2.2. 地铁门禁系统互联互通解决方案

    根据上述地铁门禁系统结构，现提出以下解决方案，从而实现全线网门禁卡的统一授权管理、系统互联互通和系统数据共享。

    2.2.1. 线级授权互联互通方案

    所谓线级授权互联互通方案即目前正在采用的一张门禁卡分别通过各线路门禁系统线级中央级设备进行授权，实现门禁卡在各线的门禁应用。此种方案虽然能够实现门禁卡在各线的一卡通用，但未能解决上述门禁卡线路授权管理复杂、数据不能实现互联和共享和门禁系统难以兼容和扩展等问题。

    线级授权互联互通方案实现的关键点是各线门禁系统读卡设备均能够识别门禁卡。

    2.2.2. 中央级授权互联互通方案

    所谓中央级授权互联互通方案即通过建立一个统一的全线网门禁系统控制中心，使门禁卡通过全线网门禁系统控制中心完成统一授权，并通过全线网门禁系统控制中心和各线路门禁系统线级中央级设备的数据交互，实现门禁卡的统一授权管理、系统互联互通和系统数据共享。

    中央级授权互联互通方案系统结构示意图如下： 

    中央级授权互联互通方案实现的关键点是实现接口数据标准化和各线门禁系统读卡设备均能够识别门禁卡，接口数据标准化主要包括：

    1） 交换数据内容标准化

    包括门禁基础信息、门禁卡授权信息、授权方式、设备信息、报警、刷卡数据等。

    2） 数据交换模式标准化

    （1） 授权数据传送模式

    主要包括全线基础资料信息、门禁卡授权管理、授权方式等，有关内容说明如下： ?

    全线基础资料信息

    全线基础资料信息在全线网门禁系统控制中心维护：包括公司组织机构信息、员工信息、给分线的硬件设备信息等；

    门禁卡授权管理

    全线工作人员门禁权限级别定义、权限区域划分等，权限授权信息统一在主数据库进行维护，并下发到相应分线数据库中，下发成功后的分线数据库可以完全满足本线路门禁所需的全部基础信息。

    授权方式

    门禁授权可以采用多种方式如表格等形式批量导入工作人员信息进行授权设置。系统管理的门禁卡容量（或数量）能够根据规划实现。

    持卡人信息可自定义多个数据项，数据项的数量可以达到规划数量。

   （2） 数据交换模式

    全线门禁系统的数据交换模式如下：

    全线系统实现分布式数据库管理，线网授权中心主数据库与各分线中心数据库实现实时(或定时)进行数据交换，数据接口实现标准化，主数据库系统实现统一管理各分线基础信息，统一授权门禁权限；并按各分线进行实时下发基础资料，权限设置，设备管理等信息；同时各分线的门禁设备状况、门禁开关等信息会实时上传主数据库服务器；从而达到总分线之间的数据交换与数据同步。

    根据以上思路，在建设新线路的门禁系统前，应优先通过制定门禁系统建设规范、实现接口数据标准化，同时在招标过程中，要求门禁系统供货商根据标准提供系统，从而实现各线系统的平滑接入。

    2.2.3. 站级接入互联互通方案

    所谓站级接入互联互通方案即在建立接口数据标准化的基础上，通过车站级设备和全线网门禁系统控制中心的数据交互，实现门禁卡的统一授权管理、系统互联互通和系统数据共享。本方案尤其适用于既有线路拆分的系统建设。 

    站级接入互联互通方案系统结构示意图如下： 

    站级接入互联互通方案实现的关键点是实现接口数据标准化和各线门禁系统读卡设备均能够识别门禁卡。

    在此方案下，全线网门禁系统控制中心可以作为线级中央级设备与既有线级中央级设备并行使用；在既有线路系统供货商根据接口数据标准对原线级中央级设备（管理软件和数据库）进行改造的情况下，可以实现不同品牌门禁系统在线路级的平滑接入，从而实现门禁卡的统一授权管理、系统互联互通和系统数据共享。

   2.2.4. 就地级接入互联互通方案

    所谓就地级接入互联互通方案即在建立接口数据标准化的基础上，通过就地级设备、车站级设备和全线网门禁系统控制中心的数据交互，实现门禁卡的统一授权管理、系统互联互通和系统数据共享。

    就地级接入互联互通方案系统结构示意图如下： 

    站级接入互联互通方案实现的关键是实现接口数据标准化和各线门禁系统读卡设备均能够识别门禁卡。

    在此方案下，全线网门禁系统控制中心可以作为线级中央级设备、车站级设备与既有线级中央级设备、车站级设备并行使用；在既有线路系统供货商根据接口数据标准对原线级中央级设备、车站级设备（管理软件和数据库）进行改造的情况下，可以实现不同品牌门禁系统在就地级的平滑接入，从而实现门禁卡的统一授权管理、系统互联互通和系统数据共享。

    3. 总结

    综上所述，欲有效地解决目前门禁系统建设所面临的问题，应在统一规划、制定建设规范或标准的前提下，建设全线网门禁系统控制中心，从而实现全线网门禁卡的统一授权管理、系统互联互通和系统数据共享，以提高工作效率、保证地铁正常和安全的运营。

    为此，地铁门禁系统的建设应实现以下目标：

    建立一个统一的地铁全线网门禁系统控制中心

    实现门禁卡的统一授权、互联互通、数据共享

    ( 文/广州市地下铁道总公司建设事业总部 冯晓青)