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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur
Zugangskontrolle. Sie betrifft insbesondere, jedoch ohne Beschränkung hierauf,
eine Barriere zur Verwendung in derartigen Vorrichtungen.
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Bei einer bekannten gattungsgemäßen Vorrichtung mit der
Bezeichnung TAG-150 Automatic Gate (erhältlich von der Firma
Takamisawa K. K. in Japan) ist ein Sensormittel mit einer Vielzahl
horizontal beabstandeter fotoelektrischer Sensoren vorgesehen,
um die Anwesenheit einer Person in einem Durchgang zu erfassen.
Ein Kartenlesemittel ist nahe dem Eingang zu dem Durchgang
angeordnet. Tritt eine Person an die Barriere heran, ohne dem
Lesemittel zuerst eine gültige Karte präsentiert zu haben, wird die
Barriere so gesteuert, daß sie in einem geschlossenen Zustand
ist, wodurch der Zugang verhindert wird. Weitere Sensoren sind
vorgesehen um sicherzustellen, daß die Barriere nicht schließt,
wenn an der Position der Barriere ein Hindernis ist, wodurch die
Sicherheit der Passagiere erhöht wird. Allgemein können
derartige Systeme in einem Zustand normalerweise offen arbeiten (in
welchem der Durchgang offen ist, bis die Barriere in ihren
geschlossenen Zustand gebracht wird, wenn eine ungültige Karte und
ein Subjekt erfaßt werden) oder in einem Zustand normalerweise
geschlossen (in welchem die Barriere nur dann in den offenen
Zu
stand versetzt wird, wenn eine gültige Karte und ein Subjekt
erfaßt werden).
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Derartige Systeme besitzen allerdings den Nachteil, daß die
Anzahl der durch derartige automatische Tore
hindurchgeschleusten Menschen niedrig ist. Die Leute warten normalerweise an der
Kartenlesestation, bis die Barriere reagiert hat. Hierdurch
entsteht zu Zeiten mit Andrang eine Schlange, oder der Eigentümer
des Zugangssystems muß viel mehr Tore anschaffen als nötig
wären, wenn der Durchsatz erhöht werden könnte. Versucht eine
zweite Person ohne gültige Karte in den Durchgang einzutreten,
während eine erste Person noch im Durchgang ist, kann die
Barriere aktiviert werden, wodurch die erste Person eingeschlossen
wird, obgleich sie im Besitz einer gültigen Karte ist. Versucht
eine zweite Person mit einer gültigen Karte in den Durchgang
einzutreten, während sich eine erste Person in dem Durchgang
aufhält, so wird häufig festgestellt, daß die Kartenlesemaschine
ihre Karte nicht sofort akzeptiert, da die Karte der
vorhergehenden Person noch immer im Lesesystem vorhanden ist oder noch
nicht aus dem Auslaß des Kartenlesesystems entnommen worden ist.
Diese Nachteile führen tendentiell zu einer Verminderung des
Durchsatzes des Zugangssystems mit daraus resultierenden
Schlangen und damit einhergehenden Sicherheits- und Karten-
Sicherheitsproblemen.
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Zur Überwindung dieser Probleme verbesserte Vorrichtungen
wurden offenbart in GB 1 207 263, GB 1 245 189 und GB 1 263 542.
Die in diesen Druckschriften beschriebenen Barrieren verwenden
Elektromotoren und konventionelle mechanische Verriegelungen, um
die Barrieren zum Verhindern des Zugangs in der geschlossenen
Stellung zu halten. Eine derartige Lösung beinhaltet viele
be
wegliche Teile, welche unter Reibung leiden und sich daher
abnutzen und eine periodische Wartung erfordern.
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Erfindungsgemäß wird eine Barriere zur Verwendung in
Vorrichtungen zur Zugangskontrolle vorgesehen, wobei die Barriere
ein erstes Teil und ein zweites Teil umfaßt, wobei die Teile
miteinander verbunden sind, das erste Teil derart gestaltet ist,
daß es zur Verhinderung des Zugangs zu einem Durchgang geeignet
ist, das zweite Teil eine Oberfläche mit einem ferromagnetischen
Material aufweist, zum Zusammenwirken mit Steuermitteln, welche
einen Elektromagneten enthalten, derart daß die Barriere in
einem offenen oder geschlossenen Zustand gehalten werden kann.
Vorzugsweise sind die Teile beide mit einer schwenkbaren Welle
verbunden.
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Die Barriere umfaßt praktischerweise ein oder mehrere Teile,
welche vorteilhafterweise schwenkbar sind, und zwar um eine
Achse in einer Ebene im wesentlichen parallel zur Zugangsrichtung.
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Die Vorrichtung, die einen Durchgang mit einer
erfindungsgemäßen Barriere umfaßt, umfaßt praktischerweise ein Mittel zum
Lesen von Entgelt- oder Gebührendaten.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend nur
beispielhaft unter Bezugnahme auf die anliegenden
Diagrammzeichnungen beschrieben; darin zeigen:
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Fig. 1 ein Seitenaufriß der Vorrichtung
entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung,
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Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Mehrzahl von
nebeneinander angeordneten Durchgängen, wobei
jeder eine Seite wie in Fig. 1 gezeigt
aufweist,
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Fig. 3 eine Barriere entsprechend einer
Ausführungsform der Erfindung,
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Fig. 4 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur
Zugangskontrolle.
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Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf ein Beispiel einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung zur Zugangskontrolle
umfaßt einen Durchgang (1) mit einer Barriere (2, 3), welche in
einen offenen Zustand und einen geschlossenen Zustand gesteuert
werden kann, sowie Mittel (4) zum Lesen von Entgelt- oder
Gebührendaten. Der Durchgang wird zwischen zwei Seitenanordnungen (5,
6) gebildet.
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In Fig. 1 sind die Seitenanordnungen in Seitenansicht
dargestellt. Jede Seitenanordnung beinhaltet Sensormittel (11-26)
zum Erkennen der Position einer Mehrzahl von Subjekten in dem
Durchgang und Zurverfügungstellen entsprechender Signale. In dem
vorliegenden Beispiel umfaßt das Sensormittel zwanzig
Sensorpaare, von denen jedes Paar einen Sender (z. B. eine Lichtquelle)
auf einer Seite des Durchgangs und einen Empfänger (z. B. einen
Fotozellen-Detektor zum Erkennen von von der Lichtquelle
ausgesandtem Licht) auf der anderen Seite des Durchgangs umfaßt. In
Fig. 1 ist nur ein Teil jedes Paares dargestellt. Das
Sensormittel arbeitet, indem es eine durch ein Subjekt in dem Durchgang
hervorgerufene Unterbrechung in einem vom Sender zum Empfänger
wandernden Energiestrahl feststellt. In dem vorliegenden
Beispiel ist der Energiestrahl ein Lichtstrahl, doch können
alternativ auch andere Strahlen wie etwa Infrarotstrahlen oder
Ultraschallstrahlen verwendet werden.
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Die Vorrichtung umfaßt weiterhin Mittel (im vorliegenden
Beispiel ein Mikrocomputersystem mit einem Speicher) zum
Zuordnen gegebener Daten zu einem Signal entsprechend einem gegebenen
Subjekt und Mittel zum Steuern der Barriere (im vorliegenden
Beispiel ein Elektromotor und Elektromagnet zusammen mit einem
Mikrocontroller) derart, daß im Betrieb, wenn die dem gegebenen
Subjekt entsprechenden gegebenen Daten ungültig oder nicht
vorhanden sind, die Barriere in den geschlossenen Zustand gesteuert
wird, wenn das gegebene Subjekt an die Barriere herantritt, um
so dem gegebenen Subjekt den Zugang zu verwehren, während allen
anderen Subjekten, die sich in dem Durchgang zwischen dem
gegebenen Passagier und der Barriere aufhalten und ein gültigen
Daten entsprechendes Signal aufweisen, Zugang gewährt wird.
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Jedes Sensorpaar ist derart positioniert, daß der
Energiestrahl direkt vom Sender zu dem entsprechenden Empfänger durch
den Durchgang hindurchwandert (in einer Richtung ungefähr quer
zur Bewegungsrichtung der Subjekte). In der gegenwärtigen
Betrachtung befassen wir uns nur mit Subjekten, welche von einer
Richtung her in den Durchgang hineintreten, und wir nennen das
eine Ende des Durchgangs (27) den Eingang und das andere Ende
des Durchgangs (28) den Ausgang. Die die Vorrichtung steuernde
Software ist so eingerichtet, daß ein neues Subjekt nur am
Eingang zum Durchgang erkannt wird. Die Sensorpaare 11 und 13
(bezeichnet als Erkennungsgruppe) müssen beide einen unterbrochenen
Strahl anzeigen, um ein großes menschliches Subjekt anzuzeigen.
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Signale von diesem Sensorpaar werden unmittelbar einem neuen
Subjekt zugeordnet, und die Information wird an einem für das
neue Subjekt spezifischen Speicherplatz abgelegt. Von anderen
Sensoren als denen am Eingang zum Durchgang stammende Signale
führen nicht zur Erkennung eines neuen Subjekts.
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Sobald ein neues Subjekt erkannt und ein dem neuen Subjekt
zugehöriger Speicherplatz reserviert worden ist, werden weitere,
durch unterbrochene Strahlen hervorgerufene Signale diesem
Passagier zugeordnet, wenn das Signal von einem Sensorpaar stammt,
welches einem das Subjekt bereits erkennenden Sensorpaar
benachbart ist. Die Anzahl der Sensorpaarsignale, die einem einzelnen
Subjekt zugeordnet werden können, ist nicht beschränkt. Dies
erlaubt, daß Subjekte, die große Gepäckteile tragen, korrekt
erfaßt und verfolgt werden können, wie sie sich vorwärts durch den
Durchgang bewegen. Kann ein Signal keinem existierenden
Passagier zugeordnet werden, so wird die Möglichkeit eines neuen
Passagiers in Betracht gezogen. Ein neues Subjekt wird erkannt,
wenn die Strahlen der Erkennungsgruppe unterbrochen werden und
keiner von ihnen einem existierenden Subjekt zugeordnet werden
kann. Damit diese Bedingung wahr wird, muß das Sensorpaar 14 von
allen existierenden Subjekten in dem Durchgang freigeworden
sein, bevor das Sensorpaar 13 von einem neuen Subjekt
unterbrochen wird. Dies ist so, weil, wenn dem unterbrochenen Sensorpaar
14 ein existierendes Subjekt zugeordnet werden würde, während
ein neues Subjekt das Sensorpaar 13 unterbräche, die Signale
alle dem existierenden Subjekt zugeordnet würden, da das
Sensorpaar 14 dem Sensorpaar 13 benachbart ist. Das Kriterium zum
Erkennen eines neuen Subjektes ist also eine Unterbrechung in
Sensorpaar 11 und 13, aber nicht 14.
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Kurze menschliche Subjekte werden auf entsprechende Weise
erfaßt, wie oben für große Subjekte beschrieben, doch sind in
diesem Fall die relevanten Sensorpaare in der Erkennungsgruppe
11, 12 und (nicht) 14. Man beachte, daß, wenn ein kurzes Subjekt
über das Sensorpaar 12 hinwegspringt, es wahrscheinlich ist, daß
das Sensorpaar 13 statt dessen unterbrochen wird, so daß das
kurze Subjekt als ein großes Subjekt erkannt wird. Wird ein
kurzes Subjekt erkannt, so wird Sensorpaar 13 ignoriert, und die
Sensorpaare 11 und 14 als benachbarte Paare betrachtet.
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Sobald ein neues Subjekt erkannt worden ist, wird seine
Position im Durchgang verfolgt, wie es Sensorpaare unterbricht und
Sensorpaare freigibt. Es werden Vorwärts- und
Rückwärtsbewegungen festgestellt. Signale, die nicht vernünftigerweise einem
existierenden Subjekt zugeordnet werden können, werden
ignoriert. Dies kann hilfreich sein, wenn sich Subjekte in dem
Durchgang aufhalten, die beispielsweise Schirme oder andere
Gegenstände herumschwenken, während sie sich durch den Durchgang
hindurchbewegen. Ein derartiges System der Verfolgung von
Subjekten in dem Durchgang macht auch die Unterteilung
verschiedener Sensorpaare in verschiedene Sensor-"Zonen" unnötig, wie sie
in einigen Systemen durchgeführt wird.
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Die Sensorpaare müssen nicht notwendigerweise einen Sender
auf der einen Seite und einen Empfänger auf der anderen Seite
des Durchgangs umfassen. Sensor und Empfänger können
nebeneinander auf der gleichen Seite des Durchgangs angeordnet sein,
zusammen mit einer Oberfläche, die den Strahlungsstrahl auf der
anderen Seite des Durchgangs reflektiert, so daß der Strahl vom
Sender über den Durchgang gesandt, dann von der reflektierenden
Oberfläche über den Durchgang zurückreflektiert wird, um von dem
Empfänger empfangen zu werden.
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Zur Sicherheit der Passagiere werden folgende Maßnahmen
ergriffen:
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a) Eine gegebene Barriere wird niemals bewegt, wenn
irgendwelche Sensoren in der Sensorgruppe 12 und 26 oder der
Sensorgruppe 23 und 25, die der gegebenen Barriere zugeordnet
sind, unterbrochen sind. Im vorliegenden Beispiel umfassen
die Sensorgruppen 25 und 26 jeweils drei Sensorpaare, deren
Ausgänge zusammengeschaltet sind.
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b) Wird festgestellt, daß ein Objekt die Sensorgruppen 23 und
25 zusammen oder 12 und 26 zusammen unterbricht, ohne
irgendwelche anderen Sensoren zu unterbrechen, so wird
angenommen, daß sich ein kleines Kind in dem Gang aufhält. In
diesem Fall wird kein Versuch unternommen, irgendeine der
Türanordnungen zu schließen, bis ein großes Subjekt den
Durchgang entlang oder bis zur Ausgangsbarriere, wenn diese
geschlossen ist, verfolgt wurde.
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c) Verschwindet ein gültiges Subjekt scheinbar in der Mitte
des Durchgangs (z. B. wenn er niederkniet oder wenn eine
Tasche fälschlicherweise als Passagier erfaßt wurde), so wird
die Vorrichtung wieder kreditiert, so daß die Barrieren
nicht in seiner Nähe schließen in der Betriebsart
normalerweise geschlossen oder wenn ein ungültiges Subjekt den
Durchgang hinter ihm betritt. (Damit wird sichergestellt,
daß solch ein Passagier nicht vergebens gezahlt hat und am
Durchgang gehindert wird).
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Im Betrieb, wenn ein neuer Passagier erfaßt wird, wird
zunächst überprüft, ob eine gültige Karte oder Schein präsentiert
wurde. Ist dies der Fall, so kann der Passagier ungehindert
hindurchgehen. Anderenfalls wird ein Alarm aktiviert, und die
Barriere oder Barrieren am anderen Ende des Durchgangs werden so
rasch wie möglich geschlossen, sofern dies kein.
Sicherheitsrisiko darstellt oder gültige, bereits im Durchgang befindliche
Passagiere am Durchgang hindert. Im vorliegenden Beispiel wird der
Alarm aufgehoben, und die Türen werden wieder geöffnet (sofern
sie in der Betriebsart normalerweise offen betrieben werden),
wenn das ungültige Subjekt den Durchgang verläßt. Verschwindet
das ungültige Subjekt in der Mitte des Durchgangs, so verbleibt
die Barriere geschlossen, bis eine gültige Karte präsentiert
wird oder eine Zeit verstrichen ist. In der Betriebsart
normalerweise geschlossen werden die Barrieren wieder geschlossen,
wenn keine Kartenkredite mehr übrig sind und alle gültigen
Subjekte den Durchgang passiert haben. Sie sind ebenfalls
geschlossen in der Betriebsart normalerweise offen, wenn sich ein
ungültiges Subjekt im Durchgang aufhält und alle gültigen Subjekte
den Durchgang verlassen haben.
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Wenn ein Passagier in einer Position ist, in der er seine
Karte wiedererhält, ist es wichtig ihm zu erschweren, die Karte
eines der ihm folgenden Passagiere zu nehmen. Im vorliegenden
Beispiel wird dies auf folgende Weise erreicht. Wenn eine Karte
von der Vorrichtung aufgenommen oder von einem Subjekt
zurückgenommen wird, so wird die nächste Karte nicht zurückgegeben, bis
die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
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a) Alle anderen gültigen Passagiere haben eine Abholzone
passiert (z. B. haben sie im vorliegenden Beispiel Sensorpaare
11-16 passiert).
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b) Der neue Passagier, dem die wiederzugebende Karte gehört,
hat den Durchgang betreten oder
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c) eine Zeit ist verstrichen (unabhängig von den Positionen der
Passagiere).
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Das System arbeitet üblicherweise in der Betriebsart bekannt
als "normalerweise offen", in der die Barriere in ihrem offenen
Zustand verbleibt, es sei denn, ein Subjekt mit fehlenden oder
ungültigen Daten nähert sich der Barriere. Die Vorrichtung kann
auch in einer Betriebsart "normalerweise geschlossen" verwendet
werden, in der die Barriere in ihrem geschlossenen Zustand
verbleibt, es sei denn, ein Subjekt mit gültigen Daten nähert sich
der Barriere. Bei Betrieb in jeder der Betriebsarten kann das
Zugangssystem so eingestellt werden, daß entweder Subjekte nur
aus einer Richtung Zugang erhalten oder Subjekte aus beiden
Richtungen Zugang erhalten können, abhängig davon, welches
Subjekt als erstes von dem System erfaßt wird. Die erstgenannte
Betriebsart wird manchmal als Betriebsart "unidirektional"
bezeichnet, während die letztgenannte Betriebsart manchmal
bezeichnet wird als Betriebsart "bidirektional".
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Obgleich in der vorstehenden Beschreibung eine Barriere
beschrieben wurde, welche den Durchgang nicht blockiert, wenn sie
in ihrem offenen Zustand ist, kann alternativ eine Drehtür oder
andere Barriere, die den Durchgang immer zu einem gewissen Grad
blockiert, verwendet werden (obgleich in diesem Fall der Vorteil
eines größeren Durchsatzes nicht so stark in Erscheinung tritt).
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Die in Fig. 3 gezeigte Barriere ist besonders vorteilhaft
zur Anwendung in der obigen Vorrichtung. In Fig. 3 umfaßt die
Barriere ein erstes Teil (31) und ein zweites Teil (32), wobei
die Teile an gegenüberliegenden Seiten einer Schwenkvorrichtung
(33) miteinander verbunden sind, das erste Teil (31) derart
gestaltet und angeordnet ist, daß es den Zugang zu einem Durchgang
verhindert, das zweite Teil (32) eine Oberfläche (34) mit einem
ferromagnetischen Material aufweist, zum Zusammenwirken mit
Steuermitteln, welche einen (nicht dargestellten)
Elektromagneten enthalten, derart, daß die Barriere in einem offenen oder
geschlossenen Zustand gehalten werden kann. In dem gezeigten
Beispiel in dieser Figur sind beide Teile mit einer schwenkbaren
Welle (33) verbunden, welche um eine Drehachse (35) drehbar ist.
In diesem Beispiel ist die Drehachse koaxial mit der Welle, doch
können alternativ andere Drehachsen verwendet werden. Zum
Beispiel kann die Welle in der Ebene der Achse der Welle drehbar
sein, mit einer Drehachse normal im Verhältnis zur Achse der
Welle, und wobei die beiden Teile mit beiden Enden der Welle
verbunden sind.
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Das erste Teil (31) ist gepolstert, so daß, wenn ein
Passagier gegen die Barriere läuft, wenn sie sich im geschlossenen
Zustand befindet, der Passagier nicht schwer verletzt wird. Die
Größe der ferromagnetischen Oberfläche und die Stärke des
Elektromagneten ist derart gewählt, daß eine Kraft von ungefähr 1100
Newton angewandt werden muß, um die Barriere zu öffnen, wenn sie
in ihrem geschlossenen Zustand ist. Die Auswahl dieser
"Nachgebens"-Kraft hängt von einer Anzahl Faktoren ab. Erstens, im
Falle eines Notfalls, wenn eine Menschenmenge gegen die Barriere
gedrückt wird, muß die Nachgebens-Kraft ausreichend niedrig
bemessen sein, daß die Verletzung von Passagieren durch
Zerquet
schen verhindert wird. Andererseits darf die Nachgebens-Kraft
nicht zu niedrig sein, sonst könnte ein starker Passagier, der
die Bezahlung eines Entgeltes oder einer Gebühr vermeiden
wollte, einfach seinen Durchgang durch die Barriere durch Druck
erzwingen. Bei der vorliegenden Barriere kann diese Kraft leicht
eingestellt und verändert werden, einfach indem der zu dem
Elektromagneten fließende elektrische Strom verändert wird.
Üblicherweise werden Nachgebens-Kräfte in Bereichen zwischen 700 und
2000 Newton verwendet. Zusätzlich zum elektromagnetischen kann
die Kraft teilweise mechanisch sein, z. B. durch Verwendung von
Rollelement-Lagern, welche aus Positionspfannen herausgedrückt
werden müssen, in welchen sie unter Vorspannung liegen (z. B.
vermittels einer starken Feder), oder anderer üblicherweise in
derartigen Barrieresystemen verwendeter mechanischer Systeme.
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Der hauptsächliche Vorteil der vorliegenden Barriere
gegenüber Vorrichtungen nach dem Stand der Technik, welche eine
Elektromotoranordnung verwenden, liegt darin, daß nur ein Minimum an
beweglichen Teilen vorhanden ist, wodurch sich eine wesentlich
geringere Abnutzung und geringere Wartungs- und Ersatzteilkosten
ergeben. Die der vorliegenden Erfindung gemäße Barriere
beinhaltet eine magnetische Verriegelung. In den vorliegenden
Beispielen bewegt sich die Barriere, wenn sie sich schließt, in
Richtung auf das Subjekt zu, doch können andere Bewegungsrichtungen
verwendet werden, wenn dies gewünscht wird. Zur Erhöhung der
Sicherheit ist zu empfehlen, eine mechanische Bruchstelle
vorzusehen, welche auf eine ähnliche Kraft eingestellt ist, wie die
elektromagnetische Bruchstelle, so daß die Barriere nachgibt,
bevor Verletzungen eintreten, wenn ein Ansturm von Menschen den
Durchgang in zur vorgesehenen Ausrichtung entgegengesetzter
Richtung betreten wollen. Es ist ebenfalls sinnvoll, eine
Puf
ferbatterie für derartige Systeme vorzusehen, so daß die
Barriere in einen offenen Zustand gesteuert werden kann, wenn
zusätzlich zu einem Notfall ein Stromverlust eintritt.
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Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur Kontrolle
des Zugangs durch ein Subjekt von einem ersten Bereich zu einem
zweiten Bereich über einen Durchgang mit einer Barriere. In
diesem Flußdiagramm eines Beispiels eines erfindungsgemäßen
Verfahrens entsprechen die numerierten Blocks Verfahrensschritten. Die
Blocks haben die folgenden Bedeutungen. Block 40 bedeutet das
Lesen von Entgelt- oder Gebührendaten von einem gegebenen
Subjekt. Block 41 bedeutet das Entscheiden, ob die Daten gültig
oder ungültig sind. Der nächste Block (42) bedeutet das
Speichern eines Kredits in einem Speicher, wenn die Daten gültig
sind. Block 43 bedeutet das Erfassen der Anwesenheit und der
Position des gegebenen Subjekts und das Zurverfügungstellen
wenigstens eines Sensorsignals, während sich das gegebene Subjekt
durch den Durchgang hindurchbewegt, wodurch zeitbezogene
Informationen betreffend die Position des gegebenen Subjekts in dem
Durchgang zur Verfügung gestellt werden. Block 44 bedeutet das
Verknüpfen des Kredits oder nicht vorhandenen Kredits mit der
Position eines gegebenen Subjekts in dem Durchgang. Block 45
bedeutet das Steuern der Barriere derart, daß im Wesentlichen der
Zugang des gegebenen Subjekts durch den Durchgang verhindert
wird, wenn zusammen mit der Position des gegebenen Subjekts ein
nicht vorhandener Kredit vorliegt, während allen anderen
Subjekten mit gültigen Daten, die sich in dem Durchgang zwischen dem
gegebenen Subjekt und der Barriere aufhalten, Zugang gewährt
wird.