程 媛

（中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司，武漢 430063）

城市軌道交通門禁系統(tǒng)線網(wǎng)授權(quán)方案研究

程 媛

（中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司，武漢 430063）

介紹城市軌道交通線網(wǎng)內(nèi)部門禁系統(tǒng)的跨線授權(quán)解決方案，并在此基礎(chǔ)上討論門禁卡權(quán)限的查詢方案。

門禁系統(tǒng)；線網(wǎng)；授權(quán)

1 概述

為確保城市軌道交通安全運營，保證授權(quán)人員在受控情況下方便進入設(shè)備及管理區(qū)域，防止非授權(quán)人員進入限制區(qū)域，在車站、車輛段、停車場、控制中心等地的重要設(shè)備房及管理用房設(shè)置門禁系統(tǒng)。目前，各大中城市的軌道交通線路均設(shè)置門禁系統(tǒng)，用智能卡替代鑰匙，配合計算機軟硬件以及秘鑰系統(tǒng)實現(xiàn)智能化門禁控制和管理功能。

隨著軌道交通在各個城市的快速網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展以及軌道公司運營管理部門的人員流動需求，北京、上海、廣州等軌道交通已形成網(wǎng)絡(luò)化運營的城市，均對已運營和在建的軌道交通線路門禁系統(tǒng)進行功能升級，以實現(xiàn)線網(wǎng)門禁的統(tǒng)一管理，方便設(shè)備監(jiān)控、便于人員流通。然而各線路采用不同的門禁產(chǎn)品及秘鑰、設(shè)計實施方案也不盡相同、操作方式各異，如何實現(xiàn)線網(wǎng)的統(tǒng)一授權(quán)成為建設(shè)的核心問題。

各線路門禁卡的統(tǒng)一是跨線授權(quán)的前提，即便是不同的ACS廠家，在軌道交通建設(shè)初期就要進行統(tǒng)一的規(guī)劃，采用同樣種類的票卡；否則，需在實現(xiàn)線路間授權(quán)的工程中進行票卡改造。

2 線路門禁系統(tǒng)授權(quán)方案

線路門禁系統(tǒng)的設(shè)計中，門禁卡的授權(quán)方式由門禁系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫分布方式、門禁卡的管理方式共同決定。

門禁系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫分布方式根據(jù)門禁系統(tǒng)的架構(gòu)可以分為數(shù)據(jù)庫中央設(shè)置方案、車站設(shè)置方案、網(wǎng)絡(luò)控制器設(shè)置方案和就地控制器設(shè)置方案。單一線路中的4種數(shù)據(jù)庫分布方案可以聯(lián)合使用，并不局限于某一種。

結(jié)合運營對門禁卡的管理需求，門禁卡的授權(quán)方式分為統(tǒng)一授權(quán)和分布式授權(quán)。

采用統(tǒng)一授權(quán)方式，在授權(quán)中心設(shè)置授權(quán)工作站并設(shè)置授權(quán)崗位；

分布式授權(quán)在設(shè)置授權(quán)中心的同時，在各授權(quán)點均設(shè)置授權(quán)工作站并設(shè)授權(quán)崗位，但需對各點作授權(quán)權(quán)限限制。分布式授權(quán)的前提條件是在門禁系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫采用分布式數(shù)據(jù)庫，并在各授權(quán)點有對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫資源。

綜上所述，線路門禁系統(tǒng)的授權(quán)方式多種多樣，分布式授權(quán)方式在給運營管理帶來方便的同時，也加大了授權(quán)管理的難度；而不同線路采用的不同授權(quán)及管理方式，也為線路間的授權(quán)帶來一定實施難度。

3 線網(wǎng)內(nèi)部跨線授權(quán)方案

根據(jù)目前廠家的技術(shù)儲備和軌道交通的技術(shù)發(fā)展趨勢，主要有兩類正在進行探索的線網(wǎng)內(nèi)部跨線授權(quán)方案。一類為重新投資建設(shè)線網(wǎng)授權(quán)中心的方案；另一類為利用目前在建的各線路之間的連接通道進行系統(tǒng)互連互通實現(xiàn)線網(wǎng)授權(quán)功能的方案。

3.1新建線網(wǎng)授權(quán)中心的方案

新建線網(wǎng)授權(quán)中心的方案采用專門的軟硬件設(shè)備搭建獨立的授權(quán)中心；授權(quán)數(shù)據(jù)庫的建立有兩種形式：

1）線網(wǎng)授權(quán)中心建立授權(quán)數(shù)據(jù)庫，各線均接受線網(wǎng)中心的授權(quán)；

2）各線建立自己的授權(quán)數(shù)據(jù)庫，線網(wǎng)授權(quán)中心建立的授權(quán)數(shù)據(jù)庫為各線授權(quán)數(shù)據(jù)進行映像，成為跨線授權(quán)的中轉(zhuǎn)。

無論授權(quán)數(shù)據(jù)庫采用上述哪種形式，線網(wǎng)授權(quán)中心的建立將線網(wǎng)內(nèi)部的門禁系統(tǒng)授權(quán)完全與其他系統(tǒng)隔離，是一種安全性相對較高的方案。線路門禁系統(tǒng)授權(quán)數(shù)據(jù)庫與線網(wǎng)授權(quán)中心的關(guān)系如圖1所示。

圖1　線路與線網(wǎng)授權(quán)中心關(guān)系圖

線路的授權(quán)數(shù)據(jù)庫均直接與授權(quán)中心接口進行直接交互。授權(quán)中心作為跨線授權(quán)的實現(xiàn)主體，對各線間的授權(quán)數(shù)據(jù)進行信息互通。這種交互實現(xiàn)的跨線授權(quán)與授權(quán)中心是設(shè)置授權(quán)數(shù)據(jù)庫還是授權(quán)數(shù)據(jù)庫的映像沒有關(guān)系。

這種實現(xiàn)方式的優(yōu)點是所有線路的授權(quán)集中、統(tǒng)一，不存在數(shù)據(jù)庫同步的問題，并且整個授權(quán)體系結(jié)構(gòu)明晰。同時，當(dāng)不同線路的門禁系統(tǒng)采取不同的建設(shè)方案時，不影響線網(wǎng)授權(quán)中心的建設(shè)和使用。

本方案中線網(wǎng)授權(quán)中心接受全線網(wǎng)的訪問，就目前廣州市軌道交通項目已建9條線約3萬員工的實際使用情況統(tǒng)計，平均每分鐘的同時訪問量約30次，高峰時段可達到每分鐘的同時訪問量約180次。就目前的各大城市軌道交通的線網(wǎng)規(guī)劃看，部分城市的規(guī)劃線路數(shù)量達到20條線，甚至更多，那么以此所產(chǎn)生的人員訪問會更龐大?；诖?，在進行線網(wǎng)授權(quán)工程時，需要關(guān)注集成商是否可以提供如此龐大的事物處理軟件，或者說授權(quán)數(shù)據(jù)庫能否在提供兼容多家門禁授權(quán)數(shù)據(jù)協(xié)議的龐大授權(quán)數(shù)據(jù)庫映像的同時，支持快速的大容量訪問需求。

3.2利用線路之間的連接通道實現(xiàn)線網(wǎng)授權(quán)的方案

目前各大城市在建的軌道交通項目均考慮各線路之間的互聯(lián)互通。門禁授權(quán)系統(tǒng)作為軌道交通的組成部分，可以充分利用線路之間的連接通道建立線路之間的關(guān)系。于是就出現(xiàn)了利用目前在建的各線路之間的連接通道進行系統(tǒng)互連互通實現(xiàn)線網(wǎng)授權(quán)功能的方案。

該方案中，利用已建立的各線授權(quán)數(shù)據(jù)庫、線路間的系統(tǒng)互聯(lián)關(guān)系實現(xiàn)線網(wǎng)查詢功能，授權(quán)在各線實現(xiàn)，不需要建立獨立的授權(quán)數(shù)據(jù)中心，僅需要增加線路間的功能接口，是一種投資較低的方案。不足之處在于，門禁卡的授權(quán)僅能在各線完成，也就是說不能實現(xiàn)全線網(wǎng)內(nèi)多線權(quán)限的一次性設(shè)定和修改。

當(dāng)不同線路采用不同的綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成門禁系統(tǒng)方案時，門禁授權(quán)數(shù)據(jù)庫由不同的系統(tǒng)提供，存在線路間的門禁系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口的需要，使線路間、系統(tǒng)間的關(guān)系更加復(fù)雜化，也更難接口和協(xié)調(diào)。

門禁系統(tǒng)的授權(quán)由門禁系統(tǒng)自身設(shè)置的授權(quán)數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)時，門禁系統(tǒng)的跨線查詢可以通過兩線之間的門禁授權(quán)數(shù)據(jù)庫接口實現(xiàn)。具體關(guān)系如圖2所示。

圖2　線路間授權(quán)管理關(guān)系1

當(dāng)門禁系統(tǒng)集成于綜合監(jiān)控系統(tǒng)時，門禁系統(tǒng)的授權(quán)由綜合監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)，線間的查詢也需要通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)的線間聯(lián)通來實現(xiàn)。具體關(guān)系如圖3所示。

圖3　線路間授權(quán)管理關(guān)系2

3.3線網(wǎng)授權(quán)實現(xiàn)的功能

操作權(quán)限及授權(quán)管理和一般SCADA系統(tǒng)的特點不同，這類軟件的特點是基于業(yè)務(wù)，而不是基于數(shù)據(jù)采集和處理。實現(xiàn)基于業(yè)務(wù)類型開發(fā)的門禁系統(tǒng)授權(quán)數(shù)據(jù)庫的功能，要求門禁系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫在具備實時數(shù)據(jù)庫要素時，還應(yīng)具備關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的特點，能夠描述和保存大量多媒體非結(jié)構(gòu)化的復(fù)雜數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)間的關(guān)系；并用關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型來處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型、復(fù)雜的數(shù)據(jù)關(guān)系以及多種訪問方法，做到以技術(shù)為中心、以用戶為中心、以網(wǎng)絡(luò)為中心，實現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)功能。這些功能在門禁系統(tǒng)管理軟件部分包括設(shè)備管理功能、用戶管理功能、事件及數(shù)據(jù)管理功能、運行監(jiān)視功能、操作員管理功能等。根據(jù)需要還可增加考勤管理、巡更管理、內(nèi)部消費管理、停車場管理等功能模塊，形成具備豐富應(yīng)用功能的業(yè)務(wù)管理軟件。中央級門禁系統(tǒng)除具備上述設(shè)備監(jiān)控管理功能外，還具備門禁系統(tǒng)特有的授權(quán)管理功能，主要包括如下內(nèi)容：

1）授權(quán)區(qū)域進出監(jiān)控；

2）門禁卡授權(quán)管理及發(fā)卡功能：增加新人員時，為其登記、發(fā)卡、授權(quán)（使其生效）；人員變動時使其失效；遺失登記，重新補卡，使舊卡失效，注冊來訪卡等；

3）對于某些卡的數(shù)據(jù)項，包括姓名、卡號、工號、有效日期、部門以及持卡人的一些注釋項等，都可以使用磁卡格式進行編碼；

4）管理軟件基本功能，包括系統(tǒng)配置、操作員及其權(quán)限特征、假日、時間表、區(qū)域定義、組別定義、門禁級別定義、鏈接聯(lián)動宏指令定義、自動運行指令定義、信息編輯及接口定義以及持卡人的授權(quán)和管理等。

4 線網(wǎng)內(nèi)部授權(quán)數(shù)據(jù)查詢方案

無論采用何種方案實現(xiàn)門禁的跨線授權(quán)，均存在線網(wǎng)間的授權(quán)數(shù)據(jù)查詢問題。線網(wǎng)間的跨線數(shù)據(jù)查詢主要有兩種方式：網(wǎng)狀查詢和環(huán)狀查詢方式。

1）網(wǎng)狀查詢方式

如圖4所示，網(wǎng)狀查詢采用特定的路由算法結(jié)合系統(tǒng)的記憶識別策略在最短的時間內(nèi)實現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)查詢。這種查詢采用不同的算法，將導(dǎo)致不同的數(shù)據(jù)查詢效率。優(yōu)點在于某兩條線路連接出現(xiàn)故障，不會影響其他線路之間的查詢功能。

圖4　線路間網(wǎng)狀查詢方式

2）環(huán)狀查詢方式

如圖5所示，環(huán)狀查詢方式類似于令牌環(huán)的結(jié)構(gòu)，每條線的授權(quán)庫的查詢目標(biāo)指針是唯一的，線路之間的查詢關(guān)系聯(lián)系緊密，且查詢耗時是固定的。任何兩條線間的查詢鏈路故障，均會對整個線網(wǎng)的跨線查詢產(chǎn)生影響。

圖5　線路間環(huán)狀查詢方式

5 結(jié)束語

鑒于門禁系統(tǒng)的跨線授權(quán)功能整體解決方案與運營管理的方式關(guān)系密切，要根據(jù)實際的運營需求來靈活確定ACS線網(wǎng)級授權(quán)的功能。同時，應(yīng)結(jié)合線網(wǎng)的規(guī)模、建設(shè)時序以及已建線路門禁系統(tǒng)的設(shè)置情況采用合適的跨線授權(quán)解決方案，以達到運營管理便捷、實施難度低、經(jīng)濟適用的目標(biāo)。

［1］張森.寧波軌道交通門禁線網(wǎng)授權(quán)管理平臺的設(shè)置［J］.自動化應(yīng)用，2012（6）：19-20.

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The paper introduces the authorization solution of the access control system in urban rail transit network. On the basis of that， it discusses the query plan of the access card authorization.

access control system； urban rail transit network； authorization

10.3969/j.issn.1673-4440.2016.04.017

2015-12-13）