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編者按：

隨著物聯網、云計算、邊緣計算、移動互聯網、大數據、人工智能等新技術的飛速發展，以及IT與OT技術的進一步融合，工業制造、城市交通、電力能源、農業等各大行業領域的智慧化發展已成為必然趨勢。推進各領域向智慧化發展是一項復雜而龐大的系統工程，既需要單一技術與裝備的突破應用，還需要系統化的集成創新。智慧系統解決方案是推廣普及智能化技術的關鍵手段，是促進各行業智能化水平提升的核心。

為深化智慧產業發展，進一步提升智慧產業各領域系統解決方案應用水平，現由中國自動化學會、智能制造推進合作創新聯盟、工業控制系統信息安全產業聯盟、邊緣計算產業聯盟、中國儀器儀表行業協會主辦，控制網（www.dlhxzk.com.cn）＆《自動化博覽》承辦的2021智慧系統解決方案征集活動已正式啟動，面向全行業公開征集智慧系統解決方案。本刊特開設智慧系統解決方案專欄，刊發其中優秀的解決方案以饗讀者。

1　目標和概述

目前智慧交通已在諸多城市軌道建設項目中有所應用，無人駕駛技術作為智慧車站建設中的重要一環，在許多城市軌道交通中已實現了推廣應用，如香港的迪士尼線、上海地鐵10號線，以及哥本哈根、巴黎、新加坡等城市的地鐵線路。隨著技術設備的革新，管理模式不斷創新，大大提高了設備的可靠性和應急處置效率。因此無人駕駛得以成為城市軌道交通發展的一種趨勢。無人駕駛的意義主要體現在以下三方面：

（1）大幅度提高運營服務質量：無人駕駛避免了工作人員操作失誤（延誤）、疲勞、傷病、罷工等人為因素對運營的干擾。

（2）降低運營成本：列車不需要司機駕駛，在人力資源成本較高的情況下節約了運營成本。

（3）促進乘客文明素質的提高：列車沒有司機駕駛，乘客不再有對不文明乘車行為“人性化”操作的心理依賴，有利于促進乘客文明乘車習慣的養成和文明素質的提高。

縱使無人駕駛有諸多優點，但在實際運行過程中仍存在一定的安全隱患：

（1）無人駕駛可以大幅度提高運營服務質量，但如果乘客文明程度不高，運營服務質量非但不能提高，還會因缺乏司機的現場監控和處置而面臨巨大的安全風險。例如乘客在無人值守的情況下非法進入軌行區或者乘客禁行區，又或是運維人員在列車通行期間進入了軌行區作業，影響列車正常運行，造成人身安全隱患。

（2）信號系統的安全、可靠是實現無人駕駛的重要基礎。在正常情況下，信號系統會準確、及時地向列車發送運行、開關門、折返作業等指令。如果信號系統發生嚴重故障，無人駕駛只能被迫中斷，因此涉及人身安全的重大防護區域，除了需配置高保障性的信號系統之外，還應增加強硬的門禁控制，以確保在列車通行期間防止任何人員進入。

本方案意在建設一套可聯動無人駕駛與信號系統的門禁控制系統，通過相關管理規定，設定一系列的門禁邏輯控制，實現列車進出車站時，對站內及軌行區的相關通道門進行強制管控，確保人員無法進入防控區域給列車運行造成影響。

2　方案介紹

2.1　概述

門禁系統作為安全防范系統中極其重要的一部分，在軌道交通、機場等智慧交通領域起著越來越重要的作用。門禁系統與其他眾多安防系統有所不同，根本原因是其改變了安防產品如閉路監控、報警等被動的安防模式，以主動控制替代了被動監視，通過對主要通道和出入口的控制大大防止了非法人員進出，并且可以在事件發生時通過對通道門和出入口的控制限制人員的活動范圍，制止非法活動或減少損失/風險，同時在門禁與安全集成管理系統軟件中包含了強大的數據庫功能，可以處理更多更為復雜的現場情況。

愛克信門禁系統根據上述設計原則和主導思想，對實用性、可靠性、先進性、可持續發展性、經濟性、開放性和擴展性等方面進行綜合考慮，是可適用于多行業多場所的各種門禁控制應用。

愛克信門禁與安全集成系統運行于標準Windows系統，通過以太網絡和現場總線，對門禁點、報警點進行控制。系統具備擴展功能，可以簡單通過輸入/輸出點或TCP/IP協議方式，與行車信號系統、閉路監控、消防報警等實現聯動和集成。該系統將安防門禁以及第三方系統應用等有機結合起來，充分發揮設備的功能，提高安防和智能化管理控制的效率。

2.2　系統架構

系統架構如圖1所示。

圖1 系統架構圖

2.3　軟硬件平臺

（1）門禁系統服務器：用于安裝部署門禁系統軟件，完成對門禁設備的控制和數據處理。同時對接第三方系統（如行車系統、監控系統、報警系統等），實現一系列聯動控制功能。

（2）門禁管理工作站：安裝部署客戶端管理軟件，管理員通過此工作站可實現車站門禁的監視與控制、操作與管理。

（3）第三方系統平臺：包括行車信號系統、綜合監控系統等，通過相關接口與門禁系統對接集成，實現一系列聯動控制功能。

（4）門禁系統管理軟件及接口軟件：包含門禁系統的服務器軟件、用戶端軟件、第三方系統接口、操作系統、數據庫軟件等；主要完成門禁系統的運行管理和第三方系統的對接管理。

（5）門禁網絡控制器：由愛克信網絡主控制器組成，所有控制信息包括設置參數、持卡人記錄、準入等級、準入時間表和所有其它與系統有關的操作數據均從服務器下載。控制器實時監控所有的通道通信，在與服務器通信中斷時保存相關事件信息，通信恢復后自動上傳到服務器。

（6）門禁讀卡控制器：一個讀卡控制器支持兩個門禁點，用于連接終端設備如讀卡器、密碼鍵盤讀卡器、人臉識別機、門磁、出門按鈕、門鎖以及報警信號I/O點等。

（7）讀卡器：用于識別持卡人的感應卡，采用Wiegand格式將卡號發送給控制器，每個門禁點至少需要一個；可采用IC卡、CPU卡、二維碼、藍牙、人臉等識別設備。

（8）感應卡：采用感應識別技術（RFID），用于代表持卡人身份，每個員工需要一張卡。

（9）電控鎖：控制門鎖開關的電子裝置，每個門禁點至少需要一把。

（10）出門按鈕：用于觸發開啟門鎖的按鈕，每個單向刷卡的門禁點至少需要一個。

（11）門磁：用于探測門的開合狀態，每個門禁點至少需要一個。

（12）網絡通信設備：包括TCP/IP局域網/廣域網、主控制器層網絡、設備層網絡，以及讀卡器、輸入輸出設備等的線纜、交換機、接口等。

2.4　應用功能及數據流程

數據流程如圖2所示。

圖2 數據流程圖

（1）讀卡器在正常工作狀態下，讀取卡片內的人員數據信息（如圖2流程1）；

（2）讀卡器將獲取的卡信息傳送至門禁讀卡控制器（如圖2流程2）；

（3）門禁網絡控制器在線狀態下，讀卡控制器將數據發至門禁網絡控制器，由門禁網絡控制器完成卡片信息的權限判斷處理（如圖2流程3）；網絡控制器離線的情況下，根據事先下發至讀卡控制器中的數據，獨立完成卡片信息的權限判斷處理；

（4）卡片信息驗證通過后，由讀卡控制器發送指令，打開門禁點電鎖（如圖2流程4）；

（5）門禁網絡控制器將門禁刷卡記錄上傳至門禁系統服務器（如圖2流程5）；門禁系統服務器通過TCP/IP方式，下發門禁數據至門禁網絡控制器；

（6）如遇列車進站，行車信號系統將預警信號（I/O信號）發送至門禁讀卡控制器（如圖2流程6），或通過TCP/IP網絡接口協議發送至門禁系統服務器（如圖2流程7），此時門禁系統將端門等關鍵區域的門鎖切換至閉鎖狀態，同時拒絕所有刷卡開門響應操作；當報警信號撤銷時，系統恢復至正常工作狀態。

2.5　安全措施

將行車信號系統集成至門禁系統中，加以邏輯控制，可有效防止人員非法進入軌行區造成行車影響和人身危險。對軌行區關鍵出入口的門禁進行行車信號聯動，當有列車即將進站時，行車系統向門禁系統發送預警信號，門禁系統設備通過接收預警信號并自動關閉關鍵區域的出入口門禁，禁止人員進出軌行區。當列車出站后，行車預警信號撤銷，門禁系統恢復至智慧系統解決方案正常運行狀態，有權限的人員可通過刷卡進出。

本系統方案可從實際應用上解決無人值守車站的關鍵區域人員進出管控問題，系統使用人員需根據各車站的軌行區相關出入口位置，配合管理規定，提前設定好所有相關門點的聯動規則，以確保系統可達到最大的安全性與便利性。同時，在設定聯動規則時，應對系統操作員進行合理的權限規劃以及加密處理，以避免出現非法登錄系統篡改設置影響系統使用。

3　代表性及推廣價值

智慧交通無人駕駛相比有人駕駛更容易受到乘客的干擾，因為大部分工作將由設備自動完成，電腦很難進行類似司機那樣的“人性化”操作，一旦受到干擾，要利用輔助設備遠程處置或由車站人員前往處置，影響將會擴大。因此無人駕駛比有人駕駛更需要乘客的“呵護”。然而，無人駕駛在很多地區還是新鮮事物，乘客對無人駕駛的認知有一個過程，乘客既要了解無人駕駛的優點，消除不必要的擔憂，逐步接受這種全新的運營模式，又要認識到無人駕駛的特殊性，更好地遵守運營規則。因此，在智慧車站推行的過程中，應充分考慮人員進出的各種情況，利用智能識別系統對重要出入口進行強制管控，防止意外情況影響列車正常運行。

在軌道交通運營管理規定中，軌行區作為列車通行的區域，在列車通行期間是嚴禁任何人員進入的，因此在各車站內對軌行區的關鍵出入口（端門、屏蔽門、設備區往軌行區通道門等），勢必會進行嚴格的安全防護和進出管理。

傳統的軌道交通在運營管理過程中，對行車區域的關鍵出入口均采用人工值守方式來管控，如需進入軌行區作業，需要運維人員提前向車控中心請檢，然后現場保安呼叫中心確認是否有列車進站，在確保軌行區安全的情況下再由值守保安打開端門放行，整個管理流程對人力資源投入需求較大。

采用無人駕駛技術配合門禁邏輯控制之后，對軌行區關鍵出入口的門禁進行聯動設置，當有列車即將進站時，行車系統向門禁系統發送預警信號，門禁系統通過接收行車信號并自動關閉關鍵區域的出入口門禁，此時即使有權限的運維人員也無法通過刷卡進出軌行區，當列車出站后，門禁系統再根據行車信號將出入口門禁狀態恢復正常，此時運維人員即可刷卡進出完成巡檢排查工作。

從地鐵建設安全及運營成本角度考慮，采用“智能化”的邏輯控制，不僅免去了龐大的人力投入，還有效避免了人為疏忽所帶來不可預見的風險。

摘自《自動化博覽》2021年9月刊