CN108111529A - 一种新型线网城市轨道交通门禁系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型线网城市轨道交通门禁系统，该门禁系统包括依次连接的线网级门禁系统、站段级门禁系统和现场级门禁系统。线网级门禁系统用于对线网内的站段级门禁系统，进行设备运行管理、安全参数管理、数据管理以及用户权限管理。站段级门禁系统，用于接收线网级门禁系统指令设置门禁设备参数，并对站段内的现场级门禁系统，进行设备参数配置、数据存储、信息传输以及用户权限的管理。现场级门禁系统，用于接收站段级门禁系统指令设置门禁设备参数，并对现场门禁设备进行控制、监控和报警，并向站段级门禁系统上传信息。本发明将现有的四级系统改进为三级系统，通过网络互连使得系统层级精简，设备数量减少，功耗和成本降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种轨道交通门禁系统，特别涉及一种新型线网城市轨道交通门禁系统。
背景技术
目前，根据城市轨道交通工程的特殊条件和特点，为确保城市轨道交通安全运营，保证授权人员在授权情况下方便地进入设备及管理区域，防止非授权人员进入限制区域，在控制中心、车站、车辆段的主要设备用房及运营行车相关的管理用房设置门禁设备。一般情况下，一个城市的轨道交通工程建设模式采用按线路分期建设，城市轨道交通门禁系统亦是按线建设、按线管理，城市轨道交通门禁系统，城市轨道交通门禁系统一般围绕一条线路的运营管理、人员管理进行建设。随着一个城市的轨道交通系统建设规模化、网络化后，城市轨道交通运营维护管理逐渐网络化。传统的线网城市轨道交通门禁系统，采用与传统运营模式相匹配的“线网级+线路级+站段级+现场级”四层系统架构部署，传统线网城市轨道交通门禁系统包括线网级门禁系统、线路级门禁系统、站段级门禁系统和现场级设备。
线网级门禁系统包含主线网应用服务器、主线网数据库服务器、线网管理工作站、线网授权工作站等设备，上述设备通过以太网交换机连接构成线网级门禁系统。线网级门禁系统向下通过网络与各线线路门禁系统互联。
线路级门禁系统包含主线路应用服务器、主线路数据库服务器、线路管理工作站、线路授权工作站等设备，上述设备通过以太网交换机连接构成线路级门禁系统。线路级门禁系统向上通过网络与线网门禁系统互联，向下通过传输系统提供通道与本线站段级门禁系统互联。
站段级门禁系统包含车站管理工作站、车站主控制器等设备，上述设备通过以太网交换机连接构成车站级门禁系统。站段级门禁系统向上通过传输系统提供通道与本线线路级门禁系统互联，向下通过RS485总线协议与本车站现场级设备互联。
现场级设备包含就地控制器、各类门禁终端(如门锁、读卡器、开门按钮、紧急出门按钮)等设备，就地控制器通过RS485总线协议与站段级门禁系统互联。
传统线网城市轨道交通门禁系统通常采用先期分线独立建设，后期增加线网交换管理平台，传统线网城市轨道交通门禁系统的应用流程和数据流程层面过于繁杂，系统层级间协同运作速度慢、效率低，造成了轨道交通门禁系统运营、管理效率低下，资源利用率低，建设运维成本高，不能符合城市轨道交通运营管理线网化、智能化的总体趋势，具体包括：
(1)系统层级多，数据处理流程复杂，运营管理流程复杂；
(2)各线单独建设，不能统一网管和维护，硬件投资大、硬件资源利用率低；
(3)安装部署和维护复杂；
(4)运营管理人力资源投入很大，集约化程度低；
(5)各线的业务流程、操作规程不统一，业务管理缺乏标准化。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种新型线网城市轨道交通门禁系统，以利于解决线网城市轨道交通门禁系统应用流程和数据流程层面过于繁杂，系统层级间协同运作速度慢、效率低，运营、管理效率低下，资源利用率低，建设运维成本高等问题。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种新型线网城市轨道交通门禁系统，该门禁系统包括依次连接的线网级门禁系统、站段级门禁系统和现场级门禁系统；
所述线网级门禁系统，用于对线网内的站段级门禁系统进行设备运行管理、安全参数管理、数据管理以及用户权限管理；
所述站段级门禁系统，用于对站段内的现场级门禁系统进行设备参数配置、数据存储、信息传输以及用户权限的管理，以及向所述线网级门禁系统上传所述站段级门禁系统和所述现场级门禁系统的状态信息及报警信息；
所述现场级门禁系统，用于接收所述站段级门禁系统指令设置门禁设备参数，并对现场门禁设备进行控制、监控和报警，以及向所述站段级门禁系统上传所述现场级门禁系统的状态信息及报警信息。
进一步地，所述线网级门禁系统包括线网生产中心门禁系统；所述线网生产中心门禁系统包括主核心以太网交换机和备核心以太网交换机，以及均与该两者连接的主线网应用服务器、备线网应用服务器、主线网数据库服务器、备线网数据库服务器、线路通讯服务器、线网管理工作站以及线网授权管理工作站；
所述主核心以太网交换机和所述备核心以太网交换机，用于所述线网级门禁系统与所述站段级门禁系统间的数据交换，以及线网级门禁系统内部的数据交换；
所述主线网数据库服务器和所述备线网数据库服务器，用于存取及管理数据；
所述主线网应用服务器和所述备线网应用服务器，从所述主线网数据库服务器调用数据并运行应用程序；
所述线路通讯服务器，用于对所述线网级门禁系统与所述站段级门禁系统间的通信协议以及数据格式进行转换；
所述线网管理工作站，用于对所述站段级门禁系统及所述现场级门禁系统，进行控制及工作状态监视；
所述线网授权管理工作站，用于对所述站段级门禁系统及所述现场级门禁系统，进行门禁授权管理。
进一步地，所述主线网应用服务器和所述备线网应用服务器，对所述线路通讯服务器发送授权数据、管理控制数据以及黑名单数据，所述线路通讯服务器将数据进行格式转换，发送给所述站段级门禁系统。
进一步地，所述线网级门禁系统还包括线网灾备中心门禁系统，所述线网灾备中心门禁系统包括灾备核心以太网交换机，以及与其连接的线网灾备数据库服务器；
所述灾备核心以太网交换机，用于所述线网灾备中心门禁系统与所述线网生产中心门禁系统和/或所述站段级门禁系统间的数据交换；
所述线网灾备数据库服务器，用于存取来自所述线网生产中心门禁系统和/或所述站段级门禁系统的数据进行管理和/或保存。
进一步地，所述站段级门禁系统包括站段接入以太网交换机，以及均与其连接的门禁主控制器和站段门禁管理工作站；
所述站段接入以太网交换机，用于所述站段级门禁系统与所述线网级门禁系统间的数据传输，以及站段级门禁系统内部的数据交换；
所述门禁主控制器，用于控制所述现场级门禁系统的工作；
所述站段门禁管理工作站，用于对所述现场级门禁系统，进行工作状态监视和/或门禁授权管理。
进一步地，当所述站段级门禁系统与所述线网级门禁系统间的通讯出现故障时，所述门禁主控制器对本站段范围内的现场设备进行降级控制。
进一步地，所述现场级门禁系统包括相互连接的就地门禁控制器和门禁终端设备，所述就地门禁控制器输出信号控制所述门禁终端设备的工作。
进一步地，所述就地门禁控制器通过RS485总线环网形式或以太网星型形式与所述站段级门禁系统相连。
进一步地，所述门禁终端设备包括门锁、读卡器、开门按钮以及紧急出门按钮。
进一步地，在车站、车辆段以及停车场机房设置所述站段级门禁系统。
本发明具有的优点和积极效果是：本发明通过将现有的四级系统改进为三级系统，通过网络互连形成线网城市轨道交通门禁系统，使得系统层级精简、设备数量减少、功耗和成本降低、数据流简捷以及系统部署便捷，并具有更高的可靠性、扩展性、集成化、高通用性等性能，实现了线网城市轨道交通门禁系统所应有的全部功能。本发明可以使整个线网城市轨道交通门禁系统的服务器配置数量减少约60％，能耗降低约20％，建设投资减少约30％，运维成本降低约30％，系统运行效率提高60％，系统可靠性提升80％。。
附图说明
图1是本发明的线网城市轨道交通门禁系统的结构框图；
图2是本发明的线网生产中心门禁系统和线网灾备中心门禁系统的结构框图；
图3是本发明的线网级门禁系统内的数据流向图；
图4是本发明的信息传送网络的RS485总线型链路图；
图5是本发明的信息传送网络的以太网星型链路图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参见图1至5，一种新型线网城市轨道交通门禁系统，该门禁系统包括依次连接的线网级门禁系统、站段级门禁系统和现场级门禁系统；
所述线网级门禁系统，用于对线网内的站段级门禁系统进行设备运行管理、安全参数管理、数据管理以及用户权限管理；
所述站段级门禁系统，用于对站段内的现场级门禁系统进行设备参数配置、数据存储、信息传输以及用户权限的管理，以及向所述线网级门禁系统上传所述站段级门禁系统和所述现场级门禁系统的状态信息及报警信息；
所述现场级门禁系统，用于接收所述站段级门禁系统指令设置门禁设备参数，并对现场门禁设备进行控制、监控和报警，以及向所述站段级门禁系统上传所述现场级门禁系统的状态信息及报警信息。
进一步地，所述线网级门禁系统可包括线网生产中心门禁系统；所述线网生产中心门禁系统可包括主核心以太网交换机和备核心以太网交换机，以及均均分别与所述主核心以太网交换机和所述备核心以太网交换机连接的主线网应用服务器、备线网应用服务器、主线网数据库服务器、备线网数据库服务器、线路通讯服务器、线网管理工作站以及线网授权管理工作站；
所述主核心以太网交换机和所述备核心以太网交换机，可用于所述线网级门禁系统与所述站段级门禁系统间的数据交换，以及线网级门禁系统内部的数据交换；所述备核心以太网交换机可作为所述主核心以太网交换机的安全备用机，在所述主核心以太网交换机故障时，数据通信可切换至所述备核心以太网交换机。
所述主线网数据库服务器和所述备线网数据库服务器，可用于存取及管理数据；正常情况下，所述主线网数据库服务器和所述备线网数据库服务器同时工作，但主用所述主线网数据库服务器，所述备线网数据库服务器可作为所述主线网数据库服务器的安全备用机。
所述主线网应用服务器和所述备线网应用服务器，可从所述主线网数据库服务器调用数据并运行应用程序；正常情况下，所述主线网应用服务器和所述备线网应用服务器同时工作，但主用所述主线网应用服务器，所述备线网应用服务器可作为所述主线网应用服务器的安全备用机，在所述主线网应用服务器故障时，可切换至所述备线网应用服务器，来运行应用程序。
所述线路通讯服务器，可用于对所述线网级门禁系统与所述站段级门禁系统间的通信协议以及数据格式进行转换；
所述线网管理工作站，可用于对所述站段级门禁系统及所述现场级门禁系统，进行控制及工作状态监视；
所述线网授权管理工作站，可用于对所述站段级门禁系统及所述现场级门禁系统，进行门禁授权管理。
进一步地，所述主线网应用服务器和所述备线网应用服务器，可对所述线路通讯服务器发送授权数据、管理控制数据以及黑名单数据，所述线路通讯服务器可将数据进行格式转换，发送给所述站段级门禁系统。
进一步地，所述线网级门禁系统还可包括线网灾备中心门禁系统，所述线网灾备中心门禁系统可包括灾备核心以太网交换机，以及与所述灾备核心以太网交换机连接的线网灾备数据库服务器；
所述灾备核心以太网交换机，可用于所述线网灾备中心门禁系统与所述线网生产中心门禁系统和/或所述站段级门禁系统间的数据交换；
所述线网灾备数据库服务器，可用于存取来自所述线网生产中心门禁系统和/或所述站段级门禁系统的数据，并对这些数据进行管理和/或保存。
进一步地，所述站段级门禁系统可包括站段接入以太网交换机，以及均与所述站段接入以太网交换机连接的门禁主控制器和站段门禁管理工作站；
所述站段接入以太网交换机，可用于所述站段级门禁系统与所述线网级门禁系统间的数据传输，以及站段级门禁系统内部的数据交换；
所述门禁主控制器，可用于控制所述现场级门禁系统的工作；
所述站段门禁管理工作站，可用于对所述现场级门禁系统，进行工作状态监视和/或门禁授权管理。
当所述站段级门禁系统与所述线网生产中心门禁系统间的通讯出现故障时，所述门禁主控制器可对本站段范围内的现场设备进行降级控制。
进一步地，所述现场级门禁系统可包括相互连接的就地门禁控制器和门禁终端设备，所述就地门禁控制器输出信号控制所述门禁终端设备的工作。所述门禁终端设备可包括门锁、读卡器、开门按钮以及紧急出门按钮等设备装置。
进一步地，所述就地门禁控制器可通过RS485总线环网形式或以太网星型形式与所述站段级门禁系统相连。
进一步地，在车站、车辆段以及停车场机房可设置所述站段级门禁系统。
本发明的工作原理：
如图1所示，本发明分三个层级，分别为线网级、站段级和现场级；线网级为线网级门禁系统，线网级门禁系统可包括线网生产中心门禁系统和线网灾备中心门禁系统；站段级为各站段级门禁系统；现场级为现场级门禁系统。
图1仅列举由1号线、n号线两条线路组成的线网城市轨道交通门禁系统构成形式，但是不仅限于适用于由两条线路组成的城市轨道交通线网，可以适用于更多条线路的城市轨道交通线网规模。
如图2所示，线网级门禁系统可包括线网生产中心门禁系统和线网灾备中心门禁系统；在线网生产中心门禁系统设置主的核心交换机和备用核心以太网交换机，备核心以太网交换机，作为所述主核心以太网交换机的备用机；在线网灾备中心门禁系统设置备的核心交换机。
主核心以太网交换机和备核心以太网交换机，分别通过以太网通道，连接位于各线路各站段的站段级门禁系统的站段接入以太网交换机。在线网生产中心门禁系统为各轨道线路分别设置线路通讯服务器，以实现各线路站段级门禁系统与线网生产中心门禁系统间通信协议以及数据格式转换，线路通讯服务器可通过主接口与主核心以太网交换机，也可通过备接口与主核心以太网交换机互联，以实现各线路站段级门禁系统与线网生产中心门禁系统间可靠的信息通讯和数据交互。
如图2所示，所述线网生产中心门禁系统包括主核心以太网交换机和备核心以太网交换机，以及均与主核心以太网交换机和备核心以太网交换机连接的主线网应用服务器、备线网应用服务器、主线网数据库服务器、备线网数据库服务器、线路通讯服务器、线网管理工作站以及线网授权管理工作站；主线网应用服务器、备线网应用服务器、主线网数据库服务器、备线网数据库服务器、线路通讯服务器、线网管理工作站以及线网授权管理工作站分别通过主接口与主核心以太网交换机连接；主线网应用服务器、备线网应用服务器、主线网数据库服务器、备线网数据库服务器、线路通讯服务器、线网管理工作站以及线网授权管理工作站分别通过备接口与备核心以太网交换机连接。以实现线网生产中心门禁系统的各项实时应用稳定可靠和历史数据备安全。以及实现线网生产中心门禁系统，统一对各站段的站段级门禁系统及现场级门禁系统的设备状态监视、系统控制以及门禁授权管理等。
如图2所示，在所述的线网灾备控制中心分别设置灾备核心以太网交换机和线网灾备数据库服务器，线网灾备数据库服务器分别通过主接口和备接口与灾备核心以太网交换机互联，灾备核心以太网交换机通过以太网通道，分别与线网生产中心门禁系统的主核心以太网交换机和备核心以太网交换机互联，以实现线网生产中心门禁系统与线网灾备中心门禁系统的数据同步及系统备份。
图2仅列举了由1号线、n号线两条线路组成的线网级门禁系统的构成形式，但是不仅限于适用于由两条线路组成的城市轨道交通线网，可以适用于更多条线路的城市轨道交通线网规模。
如图3所示本发明的线网门禁系统数据处理的流向。线路通讯服务器接收本线路的站段级门禁系统的设备状态信息、报警信息，并将其转换成统一标准格式，发送至所述主线网应用服务器和所述备线网应用服务器。所述主线网应用服务器和所述备线网应用服务器将各线路通讯服务器发送的设备状态信息、报警信息等数据进行应用处理，将处理结果数据发送至所述主线网数据库服务器和所述备线网数据库服务器进行保存。所述主线网应用服务器和/或所述备线网应用服务器，从所述主线网数据库服务器和/或所述备线网数据库服务器中提取历史数据，结合历史数据进行分析处理，对各线路通讯服务器发送授权数据、管理控制信息、黑名单数据等数据信息，线路通讯服务器再通过数据转换模块将其转换成各线路可以识别的数据格式后发送给各线的站段级门禁系统。
正常模式下，线网生产中心门禁系统的主线网数据库服务器和备线网数据库服务器，将各线路历史数据实时同步备份给线网灾备中心门禁系统的线网灾备数据库服务器。生产中心门禁系统发生故障后且故障恢复模式下，线网灾备数据库服务器将原各线路历史数据回传至线网生产中心门禁系统的主线网数据库服务器以及备线网数据库服务器。
如图4、5所示的典型站段级门禁系统的系统架构中。可在车站、车辆段以及停车场机房设置所述站段级门禁系统。在车站、车辆段、停车场机房可分别设置站段接入以太网交换机和门禁主控制器，门禁主控制器可分别通过主接口和备接口与站段接入以太网交换机互联，站段接入以太网交换机可通过主接口和备接口与主核心以太网交换机连接；站段接入以太网交换机可通过主接口和备接口与备核心以太网交换机连接；以实现站段门禁系统接收线网生产中心门禁系统的数据和控制指令。在车站、车辆段、停车场机房的控制室内设置的站段门禁管理工作站，可通过主接口和备接口接入站段接入以太网交换机，以实现对本站段内门禁现场设备进行实时监控。站段门禁管理工作站还可以与本站段内的其他系统交互信息，比如与综合监控系统等交互信息。在车站、车辆段、停车场机房等处现场设置的就地控制器，可通过RS485总线环网形式或以太网星型形式接入本站段的门禁主控制器，以实现对现场设备(如就地控制器、门锁、读卡器、开门按钮、紧急出门按钮等)的监控。当站段级门禁系统与线网生产中心门禁系统的通讯出现故障时，门禁主控制器可以在本站段范围内实现对现场设备进行降级控制。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。
Claims (10)
1.一种新型线网城市轨道交通门禁系统，其特征在于，该门禁系统包括依次连接的线网级门禁系统、站段级门禁系统和现场级门禁系统；
所述线网级门禁系统，用于对线网内的站段级门禁系统进行设备运行管理、安全参数管理、数据管理以及用户权限管理；
所述站段级门禁系统，用于对站段内的现场级门禁系统进行设备参数配置、数据存储、信息传输以及用户权限的管理，以及向所述线网级门禁系统上传所述站段级门禁系统和所述现场级门禁系统的状态信息及报警信息；
所述现场级门禁系统，用于接收所述站段级门禁系统指令设置门禁设备参数，并对现场门禁设备进行控制、监控和报警，以及向所述站段级门禁系统上传所述现场级门禁系统的状态信息及报警信息。
2.根据权利要求1所述的新型线网城市轨道交通门禁系统，其特征在于，所述线网级门禁系统包括线网生产中心门禁系统；所述线网生产中心门禁系统包括主核心以太网交换机和备核心以太网交换机，以及均与该两者连接的主线网应用服务器、备线网应用服务器、主线网数据库服务器、备线网数据库服务器、线路通讯服务器、线网管理工作站以及线网授权管理工作站；
所述主核心以太网交换机和所述备核心以太网交换机，用于所述线网级门禁系统与所述站段级门禁系统间的数据交换，以及线网级门禁系统内部的数据交换；
所述主线网数据库服务器和所述备线网数据库服务器，用于存取及管理数据；
所述主线网应用服务器和所述备线网应用服务器，从所述主线网数据库服务器调用数据并运行应用程序；
所述线路通讯服务器，用于对所述线网级门禁系统与所述站段级门禁系统间的通信协议以及数据格式进行转换；
所述线网管理工作站，用于对所述站段级门禁系统及所述现场级门禁系统，进行控制及工作状态监视；
所述线网授权管理工作站，用于对所述站段级门禁系统及所述现场级门禁系统，进行门禁授权管理。
3.根据权利要求2所述的新型线网城市轨道交通门禁系统，其特征在于，所述主线网应用服务器和所述备线网应用服务器，对所述线路通讯服务器发送授权数据、管理控制数据以及黑名单数据，所述线路通讯服务器将数据进行格式转换，发送给所述站段级门禁系统。
4.根据权利要求2所述的新型线网城市轨道交通门禁系统，其特征在于，所述线网级门禁系统还包括线网灾备中心门禁系统，所述线网灾备中心门禁系统包括灾备核心以太网交换机，以及与其连接的线网灾备数据库服务器；
所述灾备核心以太网交换机，用于所述线网灾备中心门禁系统与所述线网生产中心门禁系统和/或所述站段级门禁系统间的数据交换；
所述线网灾备数据库服务器，用于存取来自所述线网生产中心门禁系统和/或所述站段级门禁系统的数据进行管理和/或保存。
5.根据权利要求1所述的新型线网城市轨道交通门禁系统，其特征在于，所述站段级门禁系统包括站段接入以太网交换机，以及均与其连接的门禁主控制器和站段门禁管理工作站；
所述站段接入以太网交换机，用于所述站段级门禁系统与所述线网级门禁系统间的数据传输，以及站段级门禁系统内部的数据交换；
所述门禁主控制器，用于控制所述现场级门禁系统的工作；
所述站段门禁管理工作站，用于对所述现场级门禁系统，进行工作状态监视和/或门禁授权管理。
6.根据权利要求5所述的新型线网城市轨道交通门禁系统，其特征在于，当所述站段级门禁系统与所述线网级门禁系统间的通讯出现故障时，所述门禁主控制器对本站段范围内的现场设备进行降级控制。
7.根据权利要求1所述的新型线网城市轨道交通门禁系统，其特征在于，所述现场级门禁系统包括相互连接的就地门禁控制器和门禁终端设备，所述就地门禁控制器输出信号控制所述门禁终端设备的工作。
8.根据权利要求7所述的新型线网城市轨道交通门禁系统，其特征在于，所述就地门禁控制器通过RS485总线环网形式或以太网星型形式与所述站段级门禁系统相连。
9.根据权利要求7所述的新型线网城市轨道交通门禁系统，其特征在于，所述门禁终端设备包括门锁、读卡器、开门按钮以及紧急出门按钮。
10.根据权利要求1所述的新型线网城市轨道交通门禁系统，其特征在于，在车站、车辆段以及停车场机房设置所述站段级门禁系统。
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