周麗媛

ZHOU Li-yuan

（南昌軌道交通設(shè)計(jì)研究院有限公司）

(Nanchang Rail Transit Design and Research Institute Co., Ltd.)

地鐵線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)集成方案研究

周麗媛

ZHOU Li-yuan

（南昌軌道交通設(shè)計(jì)研究院有限公司）

(Nanchang Rail Transit Design and Research Institute Co., Ltd.)

為了有效解決門(mén)禁卡線(xiàn)路授權(quán)管理復(fù)雜、數(shù)據(jù)不能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和共享、門(mén)禁系統(tǒng)難以兼容和擴(kuò)展等問(wèn)題，文章提出了通過(guò)建立線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)的解決方案，對(duì)線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)深度集成線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)和線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)部分集成線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)兩種方案進(jìn)行了對(duì)比，并介紹了線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)與線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步方式和功能劃分。

軌道交通；線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)；線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng) ；集成方案

1 前言

未建立線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)的地鐵，門(mén)禁卡線(xiàn)路授權(quán)管理復(fù)雜、數(shù)據(jù)不能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和共享、門(mén)禁系統(tǒng)難以兼容和擴(kuò)展等問(wèn)題，基于多條線(xiàn)路的整體平臺(tái)規(guī)劃、大型分布式應(yīng)用、需要具備強(qiáng)大的伸縮擴(kuò)展能力、實(shí)現(xiàn)通訊穩(wěn)定可靠、各類(lèi)報(bào)警信息實(shí)時(shí)上傳、可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件智能化操作等等功能的線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。各條線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)均接入線(xiàn)網(wǎng)授權(quán)系統(tǒng)，線(xiàn)網(wǎng)授權(quán)系統(tǒng)具有最高權(quán)限，各線(xiàn)路的發(fā)卡授權(quán)權(quán)限由線(xiàn)網(wǎng)授權(quán)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理。線(xiàn)網(wǎng)授權(quán)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)門(mén)禁系統(tǒng)互聯(lián)和數(shù)據(jù)共享，線(xiàn)網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)“一卡在手、全線(xiàn)通行”總體建設(shè)目標(biāo)，從而提高工作效率、加強(qiáng)門(mén)禁管理，保證安全運(yùn)營(yíng)。具體實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

（1）建立門(mén)禁系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，集中管理線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁相關(guān)信息；

（2）充分利用資源、整合現(xiàn)有系統(tǒng)，規(guī)范新線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)，建立線(xiàn)網(wǎng)授權(quán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)門(mén)禁卡的統(tǒng)一授權(quán)；

（3）規(guī)范通信協(xié)議，統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換和傳輸規(guī)范，為系統(tǒng)互聯(lián)建立標(biāo)準(zhǔn)。

2 線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)的構(gòu)成

門(mén)禁系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)分為四層：線(xiàn)網(wǎng)授權(quán)系統(tǒng)；線(xiàn)路中央級(jí)；車(chē)站級(jí)(主控制器層)；就地級(jí)(門(mén)禁前端設(shè)備層)，如圖1所示：

線(xiàn)網(wǎng)授權(quán)系統(tǒng)設(shè)置在控制中心,主要由線(xiàn)網(wǎng)授權(quán)服務(wù)器、線(xiàn)網(wǎng)授權(quán)工作站、交換機(jī)、臺(tái)式讀卡器、打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備等組成，通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)與各線(xiàn)中央級(jí)系統(tǒng)相連，如圖2所示。

圖1 門(mén)禁系統(tǒng)框架構(gòu)成圖

目前國(guó)內(nèi)各個(gè)城市地鐵建設(shè)中門(mén)禁線(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要有兩種主流方式:深度集成、部分集成。

圖2 線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖

3 線(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)深度集成線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)

所謂深度集成，就是線(xiàn)網(wǎng)級(jí)門(mén)禁系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)線(xiàn)路級(jí)、線(xiàn)網(wǎng)級(jí)門(mén)禁系統(tǒng)的所有功能。

3.1 深度集成的優(yōu)勢(shì)

深度集成的優(yōu)勢(shì)在于：

（1）線(xiàn)網(wǎng)級(jí)門(mén)禁系統(tǒng)直接與線(xiàn)路級(jí)門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)備連通，進(jìn)行信息讀取與操控，即使線(xiàn)路級(jí)門(mén)禁系統(tǒng)故障的情況下依然可以保證線(xiàn)網(wǎng)級(jí)門(mén)禁系統(tǒng)功能正常運(yùn)行；

（2）線(xiàn)路級(jí)門(mén)禁系統(tǒng)不需要做任何修改；

3.2 深度集成的劣勢(shì)

深度集成的劣勢(shì)有：

（1）深度集成必須線(xiàn)路門(mén)禁廠(chǎng)商完全開(kāi)放實(shí)現(xiàn)線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁功能的相關(guān)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，這往往帶來(lái)兩種常見(jiàn)的問(wèn)題：

①核心部分是外國(guó)廠(chǎng)家提供，國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商無(wú)法提供相關(guān)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)；

②國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商對(duì)暴露自身產(chǎn)品細(xì)節(jié)心存疑慮，擔(dān)心影響核心競(jìng)爭(zhēng)力；

（2）線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁承包商必須完全實(shí)現(xiàn)線(xiàn)路級(jí)功能，這往往帶來(lái)以下問(wèn)題：

①門(mén)禁線(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)納入既有線(xiàn)門(mén)禁需要對(duì)每一個(gè)主控、就地控制器、門(mén)禁點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，工作量大，實(shí)施周期長(zhǎng)；

②接入后續(xù)線(xiàn)路如果門(mén)禁廠(chǎng)商不同，往往需要較長(zhǎng)的談判、開(kāi)發(fā)、調(diào)試時(shí)間，同時(shí)需要對(duì)既有線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)不停升級(jí)，直接影響既有系統(tǒng)的穩(wěn)定和使用；

③對(duì)門(mén)禁線(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)承包商軟件開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)能力以及后續(xù)人員投入都要求較高；

④為了實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理并遵循統(tǒng)一的規(guī)范，可能會(huì)對(duì)既有的門(mén)禁相關(guān)信息做調(diào)整；

3.3 深度集成方案的現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)有部分城市宣稱(chēng)實(shí)現(xiàn)了線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)的深度集成，但了解下來(lái)一個(gè)共同點(diǎn)是基本上所有線(xiàn)路級(jí)門(mén)禁系統(tǒng)采用的是同一個(gè)門(mén)禁廠(chǎng)家的設(shè)備和解決方案。尚未看到有成功實(shí)現(xiàn)不同門(mén)禁廠(chǎng)家設(shè)備、解決方案深度集成的成功案例。

4 線(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)部分集成線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)

所謂部分集成，就是線(xiàn)網(wǎng)級(jí)門(mén)禁系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)線(xiàn)網(wǎng)級(jí)門(mén)禁系統(tǒng)的功能，線(xiàn)路級(jí)門(mén)禁系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)線(xiàn)路級(jí)門(mén)禁系統(tǒng)的功能。兩者間松耦合，通過(guò)約定的格式和中間表實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步。

4.1 部分集成的優(yōu)勢(shì)

部分集成的優(yōu)勢(shì)在于：

（1）部分集成不需要線(xiàn)路門(mén)禁廠(chǎng)商完全開(kāi)放具體功能的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，即使核心部分是外國(guó)廠(chǎng)家提供的國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商也可實(shí)現(xiàn)部分集成的方案；

（2）既有線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)的主控制器、就地控制器、門(mén)禁點(diǎn)不需要額外測(cè)試，只需要保證線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)和線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)之間的功能測(cè)試充分就可上線(xiàn)，實(shí)施起來(lái)相對(duì)快捷方便；

（3）后續(xù)線(xiàn)路的接入只需要將接入標(biāo)準(zhǔn)放在招標(biāo)方案中，提供相應(yīng)的配合即可，不需要對(duì)已上線(xiàn)的線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)做大的升級(jí)，不會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定；

（4）方案難度適中，對(duì)既有線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)備信息無(wú)影響；

4.2 部分集成的劣勢(shì)

部分集成的劣勢(shì)有：

（1）線(xiàn)路級(jí)門(mén)禁系統(tǒng)故障的情況下無(wú)法保證線(xiàn)網(wǎng)級(jí)門(mén)禁系統(tǒng)功能正常運(yùn)行：只能像線(xiàn)路級(jí)門(mén)禁系統(tǒng)一樣采取降級(jí)模式運(yùn)行，因此對(duì)線(xiàn)路級(jí)門(mén)禁系統(tǒng)有一定的可靠性要求；

（2）線(xiàn)路級(jí)門(mén)禁系統(tǒng)也需要在中央授權(quán)服務(wù)側(cè)做一定開(kāi)發(fā)工作；

4.3 部分集成方案的現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)大部分城市的線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)方案均采用了部分集成的方式，上海、深圳等都已有過(guò)成功案例，同時(shí)成都、南寧也均采取了部分集成的方式推進(jìn)門(mén)禁線(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)。

5 線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁與線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步

為了保證在線(xiàn)網(wǎng)授權(quán)系統(tǒng)與各線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)通訊中斷后仍能正常運(yùn)用，在各線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)可單獨(dú)配置門(mén)禁管理工作站。當(dāng)線(xiàn)網(wǎng)授權(quán)系統(tǒng)與線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)通訊中斷后，允許線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)進(jìn)行臨時(shí)授權(quán)操作，并在通訊恢復(fù)后向線(xiàn)網(wǎng)授權(quán)系統(tǒng)上傳授權(quán)信息。線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)不設(shè)置讀卡器，在進(jìn)行臨時(shí)授權(quán)時(shí)，支持臨時(shí)接入讀卡器進(jìn)行讀卡的功能。

線(xiàn)網(wǎng)授權(quán)系統(tǒng)將對(duì)各條線(xiàn)路的門(mén)禁系統(tǒng)進(jìn)行整合，形成一個(gè)統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)，包括各線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)的門(mén)禁點(diǎn)信息、人員信息、權(quán)限信息等數(shù)據(jù)，并可完成數(shù)據(jù)的查看、修改、報(bào)表制作等功能；各線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)應(yīng)提供支持ODBC標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并開(kāi)放相應(yīng)的ODBC接口。為了確保雙方數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性與安全性，各線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)應(yīng)在本線(xiàn)路數(shù)據(jù)庫(kù)中提供專(zhuān)用的中間表供線(xiàn)網(wǎng)授權(quán)系統(tǒng)讀寫(xiě)，并負(fù)責(zé)完成中間表與本線(xiàn)路其他表的同步工作。由線(xiàn)網(wǎng)授權(quán)系統(tǒng)統(tǒng)一制定中間表格式標(biāo)準(zhǔn)，線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，并通過(guò)ODBC接口向線(xiàn)網(wǎng)授權(quán)系統(tǒng)開(kāi)放讀寫(xiě)權(quán)限；線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)負(fù)責(zé)本線(xiàn)路應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)中其它數(shù)據(jù)表與中間表之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并完成本線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)的相關(guān)功能。

6 線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁與線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)的功能劃分

線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)與線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)的功能劃分見(jiàn)表1。

7 結(jié)束語(yǔ)

線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)對(duì)于改善地鐵存在的門(mén)禁卡線(xiàn)路授權(quán)管理復(fù)雜、數(shù)據(jù)不能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和共享、門(mén)禁系統(tǒng)難以兼容和擴(kuò)展等問(wèn)題具有顯著成效，然而線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)對(duì)線(xiàn)路門(mén)禁系統(tǒng)的集成方式目前全國(guó)停留在部分集成的階段，如何實(shí)現(xiàn)深度集成有待探索。

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表1 線(xiàn)網(wǎng)門(mén)禁與線(xiàn)路門(mén)禁的功能對(duì)比表

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rail transit; line network entrance guard system; line entrance guard system; integration solutions