出入口控制系統

出入口控制系統 access control system(ACS) 是採用現代電子設備與軟體信息技術，在出入口對人或物的進,出,進行放行,拒絕,記錄和報警等操作的控制系統，系統同時對出入人員編號，出入時間，出入門編號等情況進行登錄與存儲，從而成為確保區域的安全，實現智慧型化管理的有效措施。

基本介紹

• 中文名：出入口控制系統
• 外文名： access control system(ACS)
• 功能：智慧型管理人員進出

介紹

出入口控制系統 access control system(ACS)利用自定義符識別或/和模式識別技術對出入口目標進行識別並控制出入口執行機構啟閉的電子系統或網路。出入口控制系統主要由識讀部分、傳輸部分、管理/控制部分和執行部分以及相應的系統軟體組成。出入口控制系統有多種構建模式。按其硬體構成模式劃分，可分為一體型和分體型；按其管理/控制方式劃分，可分為獨立控制型、聯網控制型和數據載體傳輸控制型。一體型出入口控制系統的各個組成部分通過內部連線、組合或集成在一起，實現出入口控制的所有功能。分體型出入口控制系統的各個組成部分，在結構上有分開的部分，也有通過不同方式組合的部分。分開部分與組合部分之間通過電子、機電等手段連成為一個系統，實現出入口控制的所有功能。獨立控制型出入口控制系統，其管理/控制部分的全部顯示/編程/管理/控制等功能均在一個設備（出入口控制器）內完成。聯網控制型出入口控制系統，其管理/控制部分的全部顯示/編程/管理/控制功能不在一個設備（出入口控制器）內完成。其中，顯示/編程功能由另外的設備完成。設備之間的數據傳輸通過有線和/或無線數據通道及網路設備實現。數據載體傳輸控制型出入口控制系統與聯網型出入口控制系統區別僅在於數據傳輸的方式不同。其管理/控制部分的全部顯示/編程/管理/控制等功能不是在一個設備（出入口控制器）內完成。其中，顯示/編程工作同另外的設備完成。設備之間的數據傳輸通過對可移動的、可讀寫的數據載體的輸入/導出操作完成。出入口控制系統 access control system(ACS) 是採用現代電子設備與軟體信息技術，在出入口對人或物的進,出,進行放行,拒絕,記錄和報警等操作的控制系統，系統同時對出入人員編號，出入時間，出入門編號等情況進行登錄與存儲，從而成為確保區域的安全，實現智慧型化管理的有效措施。

基本要素

特徵載體：出入口控制系統是對人流、物流、信息流進行管理和控制的系統。因此，首先系統要能對他們進行身份的確認，並確定它們出入(行為)的合法性。這就要通過一種方法賦予它們一個身份與許可權的標誌，我們稱之為特徵載體，它載有的身份和許可權的信息就是特徵。機械鎖的鑰匙就是一種特徵載體，其“齒形”就是特徵。在出入口控制系統中可以利用的特徵載體很多，例如：磁卡、光電卡及目前套用最普遍的IC卡等。這些特徵載體要與持有者(人或物)一同使用，但它並與持有者具有同一性，這就意味著特徵載體可以由別人(物)持有使用。為了防止這個問題，可採用多重方式，即使用兩種以上的特徵載體(視系統的安全性要求)。如果能夠從持有者自身選取一種具有唯一性和穩定性的特徵，作為表示身份的信息，這個問題也就不存在了。當然，來自“持有者”身上的特徵稱為“生物特徵”，特徵載體自然就是持有人。

讀取裝置：讀取裝置是與特徵載體進行信息交換的設備。它以適當的方式從特徵載體讀取持有關身份和許可權的信息，以此識別持有者的身份和判別其行為(出入請求)的合法性。顯然，特徵讀取裝置是與特徵載體相匹配的設備，載體的技術屬性不同，讀取設備的屬性也不同。磁卡的讀取裝置是磁電轉換設備，光電卡的讀取裝置是光電轉換設備，IC卡的讀取裝置是電子數據通信裝置。機械鎖的讀取裝置就是“鎖芯”，當鑰匙插入鎖芯後，通過鎖芯中的活動彈子與鑰匙的齒形吻合來確認持有者的身份和許可權。電子讀取裝置的識別過程是：將讀取的特徵信息轉換為電子數據，然後與存儲在裝置存儲器中的數據進行對比，實現身份的確認和許可權的認證，這一過程又稱為“特徵識別”。特徵讀取裝置有的只有讀取信息的功能，有的還具有向特徵載體寫入信息的功能，這種裝置稱為“讀寫裝置”，向特徵載體寫入信息是系統向持有者授權或修正授權的過程。這種特徵載體是可以修改和重複使用的。機械鎖的鑰匙一般是不能修改的，它所表示的許可權也是不能改變的。人的生物特徵是不能修改的，但其所具有的許可權可以通過系統的設定來改變的。

鎖定機構：出入口控制系統只有加上適當的鎖定機構才具有實用性。當讀取裝置確認了持有者的身份和許可權後，要使合法者能夠順暢的出入，並有效的阻止非法者的請求。不同形式的鎖定機構就構成了各種不同出入口控制系統，或者說實現了出入控制技術的不同套用。比如，捷運收費系統的撥桿、停車場的阻車器、自助銀行的收出鈔裝置。鎖定如果機構是一個門，系統控制的是門的啟閉，就是“門禁”系統。機構鎖就是門禁系統的一種鎖定機構，當鎖芯與鑰匙的齒形吻合後，可轉動執手，收回鎖舌開啟門。

出入口控制系統的安全性包括抗衝擊強度，即抗拒機械力的破壞，這個性能主要是由系統的鎖定機構決定的。門禁系統的鎖定機構除了機械鎖外，常用的還有電控鎖，它的特徵載體主要是各種信息卡，門的啟閉則是由電磁力控制的。

系統模式

出入口控制是一個典型的自動控制系統。從識讀設備獲取輸入信號後，控制器（由相關軟體實行管理控制）根據預先設定的出入許可權等有關信息與輸入信息進行比對判斷，當符合要求後，記錄該次出入的信息（如卡號、地點、時間、出還是入等），並向執行機構輸出信號使其執行開鎖和閉鎖工作，並將開門和關門狀態反饋到控制器，這就完成了一次操作。將出入口控制系統的特徵識別、特徵讀取(識別)和鎖定機構這三個基本要素組合起來可以構成多種形式的出入口控制系統，其基本模式可以分為前置型和網路型兩種。

前置型

前置型又稱為單機型離線式，它由一個前端控制器（門口機）獨立地完成特徵信息的讀取、識別，並控制鎖定機構的狀態。通常對非法請求採取拒絕的方式，即認為請求者的操作為非法操作。前端控制器可以具有本地報警功能，對連續、多次出現的非法請求予以警告，也具有少量的信息存儲能力，記錄最新發生的出入信息，並可通過讀出卡將其讀出，在系統控制器上顯示。可以說，前置型出入口控制系統的特徵識別、系統管理與控制功能全部在一個設備內完成，系統的每個前端控制器之間沒有任何電氣、物理和數據上的聯繫，它們可以識別的特徵量是有限的。

前置型出入口控制系統主要用於一般安全要求的場合，如賓館、居民住宅等，它的主要產品有：各類鎖具（機械、電子類等）、樓宇對講。

網路型

網路型也稱為線上式，所謂的網路不僅是指系統網路的拓撲結構，也是指系統各前端設備之間的功能聯動，前端控制器與系統控制器之間的信息交換和系統管理。系統對非法請求產生報警或啟動聯動機構是網路型系統的主要工作方式和特點。出入口控制系統的簡要基本組成結構如圖所示。網路型系統由前端控制器、系統控制器及它們之間的數據傳輸組成。

前端控制器

通稱為門口機，是前端設備的核心，它首先要完成特徵信息讀取、識別、鎖定機構和聯動機構的控制等功能；同時又是系統網路的節點設備，通過適當的通信方式，接收系統控制器的下傳數據、命令，上傳需要報警、存儲、聯動的信號和數據。其基本功能有：

• 特徵識別。通過鍵盤或讀卡器來讀取特徵載體的信息並完成識別，或同時進行同一性認證。
  
• 鎖定機構和聯動功能的控制，同時監控他們的狀態，具有雙向門間互鎖、防重複、防反傳、限時/限次等。
  
• 監控功能。具有狀態自檢、防破壞、數據加密、報警、事件記錄、電源（備用）監控等功能。
  
• 聯網功能。利用網路或匯流排連線完成與其他前端控制器和系統中央管理器間的數據通信。
  
• 輔助輸入/出接口、報警探測器、巡更系統、聯動裝置的控制接口等。
  

系統控制器

• 構成多安全級的系統，根據防範區安全級別實行分級管理和分層控制。各級、各層不是孤立地、單獨地工作，而是按規定的程式和正常順序運行。這就要求各門口機之間要通過中央控制器進行數據交換，對發生在各個門口機的非法請求要統一地分析和判斷。
  
• 系統的授權。用戶的許可權包括出入的地點、時間、順序、次數、與同行者的關係等。可以通過下傳數據對用戶授權、修改、撤銷，也可以對現場授權進行存儲。
  
• 顯示、報警及控制。系統控制器可以顯示系統運行狀態，系統的報警信息和系統故障狀態。報警顯示應包括越權請求，出現諸如過期、掛失、偽造等情況下的失效卡等。
  
• 信息存儲。系統能夠在一定時間存儲報警、運行等信息，並能方便地查詢，系統要建立工作日誌。
  
• 網路管理和狀態監控。出入口系統控制器對系統進行全面的管理和系統狀態控制。
  

網路結構

網路型系統的基本特點是前端控制器與系統控制器之間的數據交換，實現這一功能的網路結構有多種方式，目前套用較多的有匯流排方式、環線方式、以及它們的級聯。

• 匯流排方式。出入口控制系統的前端控制器通過匯流排與系統控制器相連，各個前端控制器是跨接在匯流排上，最後的前端控制器要端接匹配電阻，以保證現了的阻抗匹配。系統控制器可以連線多路匯流排，每路匯流排對應一個網路接口。
  
• 環線方式。環線方式也是一種匯流排方式，所有的前端控制器都跨接線上路上，但可以從兩個方向與系統控制器連線，實現通信。因此，在環線方式下，系統控制器要有兩個網路接口，當線路有一處發生故障時，系統仍能正常工作，並可探測到故障的地點。
  
• 系統的級聯。根據通信協定的轉換方式，出入口控制系統可以分為單級結構和多級結構。單級結構，是出入口控制系統的前端控制器與系統控制都處於同一網路中。它們之間採用同一個通信協定，實現數據的交換和系統的管理控制。大多數出入口控制系統及智慧型建築的控制層與現場層之間都採用這種結構。
  

前端控制器與系統控制器之間的數據交換，還可以其他的方式，如無線方式，數據載體傳輸方式。前者是無線聯網的網路型系統，後者是通過可移動的數據載體來進行前端控制器與系統控制器間的通信。

安全性分析

出入口控制系統的主要功能就是實現“何人、何時、何地、何事”的管理，即對什麼人在什麼時間、那個區域的門、進或出進行控制，系統可對進出人員的許可權進行控制，也可對進出記錄進行監控。安全穩定的出入口控制系統是一個安全防範系統的重要構成，針對目前出入口控制系統可能存在的隱患做出如下分析。

（一）出入口控制系統的主要功能是控制人員的通過，控制的對象是門，根據出入口控制系統的基本組成結構，執行機構給控制器一個狀態反饋信號，這個反饋信號包括兩個狀態：鎖狀態，即當前鎖處於閉鎖還是解鎖狀態；門狀態，即當前門是開著還是關著。鎖狀態和門狀態在出入口控制系統中是兩個不同的概念，不能混淆。二者共同作用才是真正反映當前門的安全情況。當門關閉但電鎖未閉鎖，即門狀態是“關”，鎖狀態是“解鎖”；或電鎖已閉鎖而門未關閉，即門狀態是“開”，鎖狀態是“閉鎖”，這樣系統都是不安全的。這就要求執行機構本身帶有一套鎖狀態檢測元件和門狀態檢測元件，通常電鎖的內置檢測開關實現鎖狀態信號的輸出，如果執行機構不帶門狀態檢測元件就必須另外安裝一套。控制器在每次自動巡檢和執行機構在每次執行指令將門打開和門自動閉合復位後，控制器都將反饋信號與所要求的鎖和門狀態進行比對判斷，如果判斷是一致的，則系統是處於安全狀態；判斷不一致，系統則處於不安全狀態，控制器將在現場發出聲響報警並做記錄，同時將報警信號傳送至控制中心。

在實際套用中，對於安全防護級別較高的系統，門狀態和鎖狀態的信號都應採集；而對於安全防護級別不高的系統往往只採集門狀態信號。如果系統連對門狀態信號的採集都沒有，那整個系統的安全性是處於失控狀態。通過對執行機構狀態的檢測，系統可以對非正常狀態採取相應的措施，這是保證整個系統在安全方面處於受控狀態的首要前提。

（二）出入口控制系統是允許信息已經儲存在控制器內的持卡人員通過，每次從識讀設備獲得一次合法信息後，控制器向執行機構發出指令開門，讓該持卡人員通過，隨後門將自動閉合復位，反饋信號將開門和門關閉的實際狀態反映給控制器，控制器根據反饋信號計算門開、閉的間隔時間與控制器開門設定時間來判斷允許進入的人員開門是否合法，如果門開、閉的間隔時間小於開門設定時間，則判斷是合法開門；如果門開、閉的間隔時間大於開門設定時間，則判斷為逾時非法開門，有可能導致其他人員跟隨進入，控制器將發出報警信號。

在實際套用中，門上安裝並保持完好有效的閉門裝置和通過時間判斷開門的合法性是保證安全開門必不可少的前提；對於安全防護級別不高的系統，採用時間判斷開門是否逾時，防止有可能其他人跟隨進入還是可行的。但對於安全防護級別有一定要求的系統，僅靠時間判斷是不能保證系統的安全，而必須在門的通道橫斷面上安裝檢測裝置（如在門框左右立柱上安裝一對或數對紅外接發收裝置），當控制器向執行機構發出指令後，從每個檢測裝置採集的反饋信號不能大於規定的次數，否則就判斷有其他人員跟隨進入。更有效的方法是藉助於視頻監控系統對出入口進行監控，將視頻監控作為出入口控制系統的一個延伸手段，用雙重監控手段保證安全性。

（三）出入口控制系統的管理/控制設備是整個系統的核心，通常是安裝在現場的，管理/控制設備向下承擔著識讀設備、執行機構、門狀態、報警設備等的管理和控制工作，向上通過通信網路連線到控制中心的電腦，實現數據上傳，達到電腦聯網控制甚至全局聯動。

在實際套用過程中，控制器以及與之相關的接線裝置的安裝位置必須置於所控制的門以內，而不能安裝於門以外，且門上方的吊頂及各個部位也必須實施有效的隔斷，同時系統所有導線必須穿金屬管，金屬管則可靠接地，這是避免控制系統被實施破壞攻擊和防電磁干擾的有效措施。

（四）出入口控制系統的鎖具是根據其運行機制來進行考慮的，運行機制分失電時可出入機制和失電時保全機制。失電時可出入機制是指當電源斷電、出現故障或後備電源電壓值下降不足以維持鎖具得電工作時，鎖具處於開鎖狀態，即門處於可打開狀態。失電保全機制是指當電源斷電、出現故障或後備電源電壓值下降不足以維持鎖具得電工作時，鎖具處於閉鎖狀態，即門處於關閉狀態。根據《出入口控制系統技術要求》GA/T394-2002第6.3條“如果系統套用於人員出入控制，且通向出口或安全通道方向為防護面，則系統須與消防監控系統及其他緊急疏散系統聯動，當發出火警或需緊急疏散時，不使用鑰匙人員應能迅速安全地通過”。這就意味著出入口控制系統與消防系統聯動，在火災等意外情況發生時，出入口控制系統要能夠打開所有或預先設定的門，使人員迅速逃生，消防單位可以立刻實施營救措施。即緊急疏散系統聯動信號到來時，出入口控制系統有兩種狀態的可能，一是系統還能正常工作，系統會向執行機構發出開鎖的指令；二是系統處於癱瘓狀態，鎖具就失電，這就是要求當把消防通道上的門納入出入口控制系統的範圍內時，這扇門的鎖具運行機制必須是失電時可出入機制。在非火災狀態，當電源出現故障或後備電源電壓值下降不足以維持鎖具得電工作時，此時鎖具雖處於開鎖狀態，但控制器根據其所要求的狀態與執行機構的反饋信號判斷比較不一致時就會發出報警，系統仍是處於安全可控狀態的。

出入口控制在我們還沒有形成安全防範體系之前就已得到廣泛的套用，隨著安全技術的發展，他在安全體系中的地位和作用日益明確，其重要性被逐漸認識和承認，並構成安全防範系統的三大系統之一。本文介紹了組成出入口控制系統的基本要素及基本模式，在分析出入口控制系統安全性的基礎上，論述了系統可能存在的安全隱患。建立安全穩定的出入口控制系統，洞察系統中存在的隱患，採取相應的措施，完善系統的安全功能，避免可能帶來的潛在威脅，是實現安全防範系統的基本要求。