概述
随着我国城市轨道交通的高速发展， 安防问题的重要性与日俱增。门禁系统作为地铁安防的重要组成部分，不仅为在其内部工作的员工提供必要的人身安全保障，而且还能对内部人员进出管理和系统使用情况进行综合监控与管理。相对于一般楼宇建筑的门禁系统，地铁门禁系统因其使用环境、运营管理等因素，决定了其独特的特点。这些特点可以概括为以下五点：(1)管理区域广、门禁点数多;(2)系统大、结构复杂;(3)安全性能高、稳定要求高;(4)联动设备多、功能强大;(5)管理和控制难度大。
本问通过介绍广州地铁二、八号线延长线(简称二八新线)的门禁系统与设备的基本情况，结合现场车站在使用过程中出现的问题和典型故障，探究优化和改进解决的建议和措施。
1 地铁门禁系统
1.1 地铁门禁系统的基本结构
地铁门禁系统是通过计算机网络，将中央级、车站级和就地级的门禁系统和设备连接组成的自动化控制系统，能实现包括智能门禁控制、消防联控、综合报警及人员跟踪等多种功能。按照功能来划分，广州地铁门禁系统的设备可分成中央级设备、车站级设备以及就地级设备，如图1 所示。其中，中央级设备主要由中央服务器和中央门禁授权工作站组成; 车站级设备主要包括车站门禁工作站和系统控制器;就地级设备则由就地控制器、读卡器、电子锁、开门按钮、紧急破玻按钮等设备组成。
1.2 各级门禁系统设备的介绍
1.2.1 中央级设备
中央级门禁系统设备由中央服务器和中央门禁授权工作站组成。其中，中央服务器集中控制各级门禁系统，实现对各车站系统内的所有门禁客户端的实时监控、命令下传、数据收集、数据查询等功能。授权工作站则是负责授权工作，对使用门禁授权卡的人员、事件情况等数据资料进行查询和录入。广州地铁二八新线的中央级设备均设置在控制中心，其中，中央服务器使用基于共享存储(磁盘阵列)的双机热备份方式，保障门禁系统的数据安全性能。
1.2.2 车站级设备
车站级门禁系统设备包括车站门禁工作站和系统控制器。门禁工作站负责监控本车站门禁设备的运行状态， 自动接收保存状态数据，并上传至中央服务器。系统控制器的则是负责计算机和就地控制器之间通信，实现控制设备联动、操作优先次序、实现时间表操作和实现模式控制等功能。二八新线使用一主一备两块网络控制板和一个IC 冗余切换器组成的网络控制器，通过RS-485 通信和TCP/IP 网络与工作站及就地级门禁设备相连接。
1.2.3 就地级门禁系统设备
就地级门禁系统设备属于现场门禁设备， 主要包括就地控制器、读卡器、电子锁、开门按钮、紧急破玻按钮等。就地控制器采用RS-485通信协议与系统控制器相连， 根据设定的地址状态连接到读卡器、电子锁、开门按钮和紧急破玻按钮，是系统信息输入和执行操作的设备。读卡器用来识别和验证读取的门禁授权卡信息，并将处理的数据上传至就地控制器。电子锁则是门禁系统出入控制的执行部件，接收就地控制器的控制信号进行解锁和闭锁的动作。门禁保护区内安装开门按钮和紧急破玻按钮，按下开门按钮后，可将电子锁解锁，让人员开门出去;当开门按钮或门禁设备故障时，可敲碎紧急破玻按钮实现开门，确保人员安全撤离。
就地级门禁设备有两种运行方式：在线模式下将门禁所有信息上传到网络控制器和工作站，同时接收它们的指令;在与中央服务器通信中断的情况下，就地控制器自动转为离线模式工作。离线模式下根据车站本地就地控制器所保存的信息进行分析判断，使门的正常开启不受影响。通信恢复后，离线期间保存的信息应自动重新上传。
2 二八新线门禁系统及设备
广州地铁二八新线包括二号线的广州南站至昌岗站，飞翔公园站至嘉禾望岗站， 以及八号线的宝岗大道站至凤凰新村站， 共19 个车站。这些车站都使用霍尼韦尔(Honeywell)公司的Pro-Watch 集成安防系统系统，包括门禁管理系统软件、门禁控制器、读卡器及相关配件。整个门禁系统总体上采用分布式网络结构，各车站和控制中心各自组成一级门禁控制子系统， 进行本地化区域性的门禁管理和监控;在控制中心设置一个总的中央控制系统，对各区域子系统进行二级管理。
3 优化探究
地铁门禁系统具有管理区域广、门禁点数多，系统大、结构复杂，安全性能高、稳定要求高，联动设备多、功能强大，以及管理和控制难度大等特点，针对目前广州地铁二八新线门禁系统及设备在现场的使用情况及存在问题，现提出几点优化及改进建议。
3.1 优化维护流程，加强检修质量
门禁作为地铁车站人员进出管理的重要设备，关系到车站工作人员的出入安全及地铁日常运营工作，因此要加强门禁系统和设备的检修及周期性的维护质量，同时要按照相关的检修规程严格进行检修作业，规范检修步骤。
针对日常性检查工作， 巡检人员要多注意通道门的门禁设备情况，包括读卡器的验卡、磁力锁的吸合、开门按钮的动作等等。对于门禁工作站，除了检查网络通信，还应该多关注软件的远程监控情况，观察是否有异常的报警情况。对于周期性的维护工作，采用季检和年检的方式，对包括中央级、车站级和就地级的所有门禁设备进行检修维护工作。建议在开展维护作业前，先提前做好计划，并将相关计划发给各部门，统一时间进行维护作业，缩短作业的时间，优化作业的流程。
3.2 加强备件管理
据不完全统计，在现场使用和检修维护过程中，就地级的门禁设备发生故障的频率最高，因此，除了加强专业检修人员的技能培训，规范检修维护作业流程，加强检修维护质量之外，还需要分部留意备件故障更换情况，提前做好预算计划，加强相应备件的准备，以保障现场备件的供应。
3.3 探究技术改造
3.3.1 关于网络控制器的优化
二八新线门禁网络控制器具有热备冗余切换功能，能实现主板和备板之间硬件(手动)切换、软件切换及断电自动切换，然而存在两个不足的地方：一是相关使用操作步骤复杂，耗时较长;二是切换动作没有日志记录，不能进行查询，给故障排查带来不便和困难。
针对以上两点不足，可以在车站的门禁工作站设置一个软件切换的应用或软件，在本地实现切换操作。另外则是需要在中央级服务器增加网络控制器热备冗余切换动作的日志记录，方便维修人员的检查和故障的排查。
3.3.2 关于车站级门禁系统设备离线就地操作的优化
二八新线各局域子系统门禁控制器(网络控制器和就地控制器)具有脱机功能当与车站工作站脱机后，能独立运行。然而，当车站工作站与中央级门禁系统离线时，不能通过车站工作站对就地级的门禁设备进行操作和管理，具有一定的安全隐患。因此，需要在车站级门禁系统增加离线就地操作的功能，具体有两种解决方法。一个是在车站门禁工作站增加独立的本地数据库，但是增加独立数据库会加大整个门禁系统的改造难度，因此不建议使用;第二种解决方法是在门禁工作站增加离线就地操作软件，通过RS-232 串口将门禁工作站连接到网络控制器，在网络离线的状态下，使用RS-232 总线对就地级门禁设备进行操作。这种方法相对来说比较简单可行，解决了离线状态下不能就地操作的困难。
4 结论
随着地铁运营要求的不断提高、自动化技术的不断进步，研究门禁系统对于城市轨道交通的建设和管理来说具有重要意义。如何在地铁综合监控系统中建设门禁系统，也将成为城市轨道交通建设者和运营管理单位所面临的一个重要课题。
