地铁轨道交通的ACS与ISCS集成的门禁及监控系统设计

近年来，在我国大城市中掀起一股兴建地铁的热潮，与此同时，地铁门禁系统也得以快速发展并不断完善。地铁门禁系统已由从一个独立系统或安防系统的一个子系统，融入到综合监控集成平台大系统中，实现真正的系统集成管理。在实现方式上，也从简单的硬线连接，到计算机层面的软件接口，发展到硬件设备层面的集成。

重庆轨道交通三号线一期工程综合监控集成项目与重庆市轨道交通一号线工程综合监控集成项目，其ISCS综合监控系统包括ACS门禁系统、PSCADA电力监控系统、BAS环境与设备监控系统、FAS火灾自动报警系统、综合信息平台等多个专业系统。

ISCS的主要运作原理是用系统化方法将各分散的自动化系统联结为一个有机的整体，它有助于实现实现轨道交通各专业系统之间的信息互通、资源共享，提高各系统的协调配合能力，高效实现系统间的联动，提高轨道交通全线的整体自动化水平，建立与重庆市轨道交通指挥中心相联的信息高速通道，从而使重庆轨道交通线路的运营管理纳入到全市的轨道交通运营管理体系。

ACS与ISCS集成。ACS门禁系统采用分布式控制和集中监控管理的运行方式，以实现对轨道交通内外的出入通道的智能化控制管理。其实行中心级、车站级两级管理，实行中心级、车站级、就地级三级控制方式。其中中心级主要负责ACS门禁系统的日常设备运行管理、设备运行统计、故障报警统计、门禁卡的授权管理、设备控制参数及安全参数管理、系统数据管理等;而车站级主要负责设备监视、故障报警、设备控制等功能。

设计原则

ACS系统采用集中管理，则分级控制方式。中央与车站集中管理，中央、车站和现场分三级控制。

ACS系统不仅具有在线、离线、灾害三种运行模式，而且可根据需求自动转换、设立多种模式以及设置多种门禁管理应急预案。

中心级主要负责ACS门禁系统的日常设备运行管理、设备运行统计、故障报警统计、门禁卡的授权管理、设备控制参数及安全参数管理、系统数据管理等。

在车站不设置ACS门禁系统专用工作站，ACS门禁系统车站级功能由ISCS车站管理工作站完成。车站级主要负责设备监视、故障报警、设备控制等功能。

在紧急情况下，可以以车站为单位，通过车站车控室的IBP盘上的门禁系统紧急按钮，切断车站的相应门禁点电锁电源，实现逃生。

ACS门禁系统采用轨道交通员工卡作为进入授权区域的门禁卡，系统可根据要求为门禁卡设置不同的授权等级，并实现多级管理。系统还能够实现员工考勤功能。

ACS门禁系统充分考虑扩展性和兼容性，在满足轨道交通运营商合并或调整的同时，对门禁子系统的调整、扩展以及兼容性的要求。

在设备安装方面，所有的控制器和接口模块都要求安装在金属封闭箱体内，且需箱体外壳接地，只有这样才能保证设备处于一个相对安全的电磁环境中。

ACS门禁系统专用设备采用模块化设计，以满足系统灵活组网的要求。ACS门禁系统所有设备具备24小时不间断工作能力。

系统构成及实现功能

门禁系统是以车站为单位，由车站车控室的ISCS系统工作站对车站内门禁设备进行统一监视以及相关联动;中央级门禁管理系统负责对全线门禁系统配置设备参数、人员授权、数据存储，同时，也具备设备状态监控、报警响应、报表查询等功能。ACS系统结构见图1。

中央级系统构成及实现功能

控制中心门禁服务器负责对全线门禁系统设备参数配置，数据存储，管理工作站到终端设备的控制指令以及用户管理，该服务器上安装门禁管理服务器端软件、数据库。门禁服务器接收门禁操作工作站的控制信令并解析发送至指定车站门禁控制器，再传至门禁终端设备。

系统设置2台发卡授权工作站和2台客户端操作工作站，具体如下。

2台工作站作为门禁系统的授权工作站，在系统使用专用的发卡器通过RS232直接与授权工作站连接，在授权发卡时，发卡器将卡号读入到授权工作站，授权工作站读取卡号信息后为员工卡设置各类参数并记录持卡人个人资料通过网络存储至门禁应用服务器的数据库中。

2台工作站作为门禁系统的操作客户端，安装门禁管理客户端软件，操作员根据不同的用户名和密码登录门禁系统工作站，根据不同的操作权限，可以对全线门禁系统或部门门禁系统设备进行控制管理以及查询，并能打印报表，可以监视全线或部门车站门的开闭状态和报警信息，实现本标书要求的中央级门禁系统功能和工作人员考勤功能。

ISCS综合监控系统在中央级通过ISCS服务器与门禁系统的ACS服务器进行通讯，主要完成历史数据查询等功能。中央级ISCS服务器与车站级ISCS服务器（或称ISCS车站级工作站）为ISCS系统内部通讯。

车站级系统组成及实现功能

车站级门禁系统（见图2）主要由ISCS车站工作站以及网络交换机组成，该工作站上安装车站级ISCS综合监控应用软件。车站级不设置专用的管理工作站运行ACS管理工作站软件，门禁系统车站级功能，由ISCS综合监控应用软件实现。

车站级ISCS综合监控应用软件包含众多系统模块，包括BAS、FAS、ACS等，ACS门禁系统作为其中一个应用模块，车站级ISCS工作站通过交换机以TCP/IP方式接入ISCS局域网，与中央级ISCS服务器连接。

现场级系统构成及实现功能

现场级门禁系统由门禁控制器、接口模块以及各类终端执行设备组成，控制器最多可管理16个门禁点（读卡器接口模块）。读卡器接口模块放置在现场，负责单个门禁点的设备（读卡器、机电一体锁、出门按钮、门磁）功能执行;此结构将执行功能和管理功能设备分开，大大减少了控制器的使用数量。

控制器通过RS485串行总线与读卡器接口模块进行通信。接口模块作为门禁终端设备与控制器的桥梁，连接控制器。每个接口模块的单点故障不会影响其他门禁保护区的正常工作。读卡器接口模块与读卡器之间以维根（Wiegand）格式进行通讯;门磁等就地设备向读卡器接口模块提供干接点。

控制器的一个TCP/IP端口通过ISCS网络连接至门禁服务器，实现控制中心门禁服务器与门禁控制器的连接，接收控制中心门禁服务器和管理工作站对门禁控制器的运行参数设置、授权管理、远程控制，上传门禁控制器事件信息。

控制器通过另一个TCP/IP端口连接至ISCS管理工作站，实现ISCS系统对门禁设备的运行状态的实时监视，报警事件处理，远程控制等功能。门禁控制器通讯端口功能划分见图3。

系统特点

门禁控制器开放底层通讯协议，通过通讯端口直接与ISCS车站级管理计算机实现连接，而不是基于PC层面的通讯。实现最大限度的集成，最灵活的应用，同时满足门禁系统离线工作要求，这一点是基于PC层面的集成所无法实现的。

门禁控制器通过两路通讯路由，使ACS门禁系统与ISCS系统保持相对独立。ACS为门禁设备厂商自身管理系统，ISCS系统由ISCS平台厂商根据门禁设备厂商提供协议开发。

在车站级取消门禁专用工作站，将门禁系统及其它系统的操作，集中在ISCS工作站完成，方便操作，加强各系统间的联系。为避免中央和车站级的多头管理，车站级除必要的控制功能外，如紧急情况下的远程开门，只负责设备监视、报警处理、数据查询等日常操作功能，而持卡人授权、设备运行参数设备等权限，不会下放到车站ISCS，而是在中央ACS门禁系统中实现。

门禁设备，从控制器到前端电控锁具，统一采用一个厂商的产品。将电子与五金统一纳入ACS门禁系统包内，凡门禁点涉及的五金设备，如合页、闭门器、顺序器等，由ACS门禁系统一并提供，减少工作界面，提高接口效率，方便系统维护。

改善提高

提高门禁系统的冗余备份能力。除了在中央服务器级作出改进，在通讯网络、控制器通讯端口等环节也需加强设备冗余，提供故障处理能力。

门禁控制器通讯协议可以向开放接口、通用协议方向发展。门禁控制器通讯协议，与BAS、FAS系统有所不同，除设备通讯状态，门开、关状态等信息外，还包含如刷卡事件等信息，MODBUS等协议不能完全适合该类信息表述。门禁控制器通讯协议可以作封装，尽量与通用协议接轨。

强化门禁系统控制权的协调。完善控制权转移机制，实现在中央级和车站级实现控制权的转移，确保对设备控制器的唯一性。