基本介紹
- 中文名：閘機
- 外文名：turnstile
- 類型：通道阻擋裝置
- 功能：管理人流並規範行人出入
- 套用：捷運閘機、人臉識別閘機
- 核心：實現一次只通過一人
- 分類：擺閘,翼閘,平移閘,三輥閘,轉閘
基本簡介,工作原理,識別方式,主要種類,擺閘,翼閘,轉閘,一字閘,平移閘,三輥閘,套用場合,結構組成,箱體,攔阻體,機芯,控制模組,輔助模組,套用範圍,
基本簡介
中國最早套用閘機是80年代期間，用於捷運項目中。閘機作為“自動售檢票系統AFC”中的“自動檢票機”的主要設備，也是目前國人對閘機最早和最廣泛的理解。90年代後期，閘機才漸漸出現在普通民用和商用場合，包括寫字樓、商場超市、景區乃至高端小區等。
需要指出的是，閘機和檢票機不是完全相同的概念。檢票機包括自動檢票機和攜帶型檢票機，自動檢票機是閘機結合票務系統的一種具體套用。閘機的範圍更廣，只要是用於管理人流出入且能滿足一次只通行一人的設備都可以視為廣義的閘機。
工作原理
根據對機芯的控制方式的不同，分為機械式、半自動式、全自動式，。有些廠商會把半自動式稱為電動式，把全自動式稱為自動式。
機械式是通過人力控制攔阻體（與機芯相連）的運轉，機械限位控制機芯的停止；
半自動式是通過電磁鐵來控制機芯的運轉和停止；
全自動式是通過電機來控制機芯的運轉和停止。
通過控制機芯的運轉和停止，從而進一步控制攔阻體的開啟和關閉。
根據同一台閘機所含機芯和攔阻體數量的不同，閘機可分為單機芯（包含1個機芯和1個攔阻體）和雙機芯（包含2個機芯和2個攔阻體，呈左右對稱形態）。
識別方式
閘機從發展至今，使用的識別方式包括：刷卡（包括磁卡、ID卡、IC卡、各種異形卡等），證件掃描（身份證、護照、軍官證等），條碼/二維碼，生物識別（指紋、虹膜、人臉）等。
卡、證、條碼/二維碼的是識別方式的特點是只認卡、證、碼，不認人。
優點：識別速度快、成功率高，因此通行速度快
缺點：如果行人忘帶、丟失卡/證/碼，就沒有了通行許可權，而且，這種方式沒有對人本身進行鑑別，無法保證卡/證/碼與人一致，另外卡/證/碼也可能被盜用，這些都對管理有著極大的安全隱患。
指紋、虹膜的生物識別方式特點是針對通行的人本身的生物特徵進行鑑別，可靠性是比較高的。
優點：相對卡/證/碼識別，省去攜帶這些機外在介質的麻煩
缺點：指紋、虹膜的採集較容易，被偽裝的可能性較大，所以存在一定的使用漏洞。而且通行需要行人主動配合來驗證。
人臉識別方式是利用可見光獲取人臉圖像信息的，行人在移動過程中，攝像頭可以主動抓取行人的面部信息，快速辨別行人的通行許可權。
人臉識別閘機人行通道管理系統優點：本人到場即可驗證，沒有強制性、不需要主動配合、不用接觸、人臉也難偽裝。
不同場所閘機使用的識別方式不一樣，有的單獨使用某種識別方式，有的組合多種使用。如捷運閘機常用的是刷卡識別，海關通道閘機用的是人臉、證件、指紋三合一識別。
捷運翼閘自動檢票機
海關通道閘機集合證件指紋人臉識別主要種類
擺閘
擺閘，在軌道交通行業一般稱為拍打門，其攔阻體（閘擺）的形態是具有一定面積的平面，垂直於地面，通過旋轉擺動實現攔阻和放行。攔阻體的材質常用不鏽鋼、有機玻璃、鋼化玻璃，有的還採用金屬板外包特殊的柔性材料（減少撞擊行人的傷害）。
擺閘圖片
擺閘圖片從機芯控制方式上分為機械式、全自動式。從形態上分為立式、橋式、圓柱式，立式和圓柱式的體積較小，易於安裝，但通道長度較短，行人檢測模組功能受到限制；橋式擺閘通道較長，行人檢測模組功能較強，安保性更高。
【優點】
1、通道寬的範圍是所有閘機中最大的，一般在550mm-1000mm之間，某些高端產品可以做到1500mm，比較適合用於攜帶行李包裹的行人或腳踏車通行，也可以用作行動不便者專用通道。
3、外觀形態的可塑性是所有閘機中最強的，攔阻體的材料種類豐富，箱體的形態也多樣化，易於設計出非常美觀的造型，因此常用於寫字樓、智慧型樓宇、會所等高端場合。
4、閘擺運轉過程中沒有機械碰撞，噪音比較小。
【缺點】
1、成本較高，尤其針對一些特殊定製的機型，如增大通道寬，採用特殊材料的閘擺，技術難度會相應增加很多。
2、部分機型防水防塵能力不足，只適用於室內，環境適應能力沒有三輥閘強。
3、受攔阻體形態的限制，擺閘的耐衝撞性比三輥閘低，行人非法快速通行易損壞閘擺和機芯。
4、如果廠商設計不好會大大降低產品的可靠性，以及降低避免人身傷害的防夾防撞人能力。
【套用場合】
適用於對通道寬要求比較大的場合，包括攜帶行李包裹的行人或腳踏車較多的場合，以及行動不便者專用通道。還適用於對美觀度要求較高的場合。
翼閘
翼閘，在軌道交通行業一般稱為剪式門，國外很多地方也稱為速通門，其攔阻體（閘翼）一般是扇形平面，垂直於地面，通過伸縮實現攔阻和放行。攔阻體的材質常用有機玻璃、鋼化玻璃，有的還採用金屬板外包特殊的柔性材料（減少撞擊行人的傷害）。
翼閘圖片
翼閘圖片機芯控制方式只有全自動式。形態也只有橋式，行人檢測模組功能較強。
【優點】
1、通行速度是所有閘機中最快的。
2、通道寬介於三輥閘和擺閘之間，一般在550mm-900mm之間。
3、外觀形態比較美觀，閘翼的材料比較豐富。
4、緊急情況下閘翼會快速縮回箱體中，可以很方便的形成無障礙通道，提高通行速度，易於行人疏散。
【缺點】
1、控制方式比較複雜，成本較高。
2、防水防塵能力不足。
3、外觀形態比較單一，可塑性不強。
4、受攔阻體形態的限制，翼閘的耐衝撞性比三輥閘低，行人非法沖關易損壞閘翼和機芯。
5、對廠商的技術要求比較高，如果設計不好會大大降低產品的可靠性，以及避免人身傷害的防夾能力。
【套用場合】
適用於人流量較大的室內場合，如捷運、火車站檢票處。也適用於對美觀度要求較高的場合。
轉閘
轉閘，也叫旋轉閘，由三輥閘發展而來，借鑑了旋轉門的特點（最大的區別在於攔阻體不是玻璃門，而是金屬柵欄）。根據攔阻體高度的不同，分為全高轉閘（又叫全高閘或全高旋轉閘）和半高轉閘（又叫半高旋轉閘），全高轉閘套用比較多。
轉閘
轉閘攔阻體（閘桿）一般由3根或4根金屬桿組成平行於水平面的“丫”（又叫三桿轉閘）形或“十”形（又叫十字閘或十字轉閘）。
從機芯控制方式上分為機械式、半自動式、全自動式。從通道數量上分為單通道、雙通道、三通道、四通道等，單通道和雙通道比較常見。
【優點】
1、全高轉閘的安保性是所有閘機中最高的，在所有閘機中唯一可以實現無人值守。
2、能夠非常有效的實現單次單人通行，即一次只能通過一人，安全性和可靠性都比較高。
3、防水防塵能力較強，對環境的適應性很強，適用於室外和室內。
【缺點】
1、通道寬一般在500mm左右。
2、通行速度相對較慢。
3、受攔阻體形態的限制，不適於攜帶行李者通行。
4、外觀形態的可塑性不強，大部分款式美觀性不足。
【套用場合】
全高轉閘適用於無人值守和安保要求非常高的場合，以及一些環境比較惡劣的戶外場合。
半高轉閘適用於對通行秩序要求較高的場合，如體育館、監獄等。
一字閘
一字閘是早期的閘機之一，攔阻體（閘桿）是一根金屬桿，一般採用中空封閉的不鏽鋼管，堅固不易變形，通過升起閘桿使之平行於水平面和落下閘桿使之縮回到箱體中實現攔阻和放行。
橋式圓角一字閘
橋式圓角一字閘一字閘的閘桿動作是在同一垂直平面內90度升落，易傷到行人，因此逐漸被淘汰，國內很少使用，歐美市場發展比較早，還有一些套用。
機芯控制方式只有全自動式。形態也只有橋式，並且要求具備很強的行人檢測功能，否則很容易傷到行人。
平移閘
平移閘圖片機芯控制方式只有全自動式。形態也只有橋式，行人檢測模組功能較強。
【優點】
1、安保性較強，由於攔阻體面積較大，可以有效防止行人上爬下鑽非法通行。
2、外觀形態非常美觀。
3、通行速度較快，與翼閘類似。
4、通道寬介於三輥閘和擺閘之間，一般在550mm-900mm之間。
5、緊急情況下閘翼會快速縮回箱體中，可以很方便的形成無障礙通道，提高通行速度，易於行人疏散。
【缺點】
1、控制方式比較複雜，成本較高。
2、防水防塵能力不足，一般只適用於室內，如果用在室外必需加雨棚。
3、外觀形態比較單一，可塑性不強。
4、對廠商的技術要求比較高，如果設計不好會大大降低產品的可靠性，以及降低避免人身傷害的防夾能力。
【套用場合】
適用於對安保性和美觀性要求較高的室內場合。
三輥閘
三輥閘圖片三輥閘是最早出現的閘機類型，也是至今發展最為成熟完善的，但有逐漸被後續的擺閘和翼閘取代的趨勢。
從機芯控制方式上分為機械式、半自動式、全自動式。從形態上分為立式和橋式，立式三輥閘體積較小，比較容易安裝；橋式三輥閘的通道較長，安保性更高。
【優點】
1、能夠非常有效的實現單次單人通行，即一次只能通過一人，安全性和可靠性都比較高。
2、成本較低。
3、防水防塵能力較強，對環境的適應性很強，適用於室外和室內。
【缺點】
1、通道寬（指可以允許行人通行的寬度）比較小，一般在500mm左右。
2、通行速度相對較慢。
3、受攔阻體形態的限制，不適於攜帶行李者通行。
4、外觀的可塑性不強，大部分款式美觀性不足。
5、機械式和半自動式三輥閘的閘桿運轉過程中會有機械碰撞，噪音較大，全自動三輥閘則沒有這個問題。
【套用場合】
適用於普通行人和人流量不是很大或是行人使用時不太愛護的場合，以及一些環境比較惡劣的戶外場合。
套用場合
閘機的套用場合分室內外，室內外環境不一樣，適用的閘機也不一樣。
室內所有種類的閘機均適用。
室外使用是完全露天或有遮擋物，但都需考慮日曬、雨淋、沙塵、超高溫、超低溫、晝夜溫差大等戶外惡劣環境，室外閘機需要能抵擋這些 天氣問題，適用的閘機包括專門針對室外使用設計的戶外擺閘、戶外翼閘、半自動三輥閘、半自動全高轉閘。
戶外閘機基本需求：防水防塵等級IP65、耐高溫、耐低溫、抗陽光干擾，戶外擺閘、戶外翼閘、半自動三輥閘、半自動全高轉閘通過特殊定製都能實現。
戶外閘機高級需求：人車共用、抗暴力撞閘。在某些場合，行人可能騎腳踏車、推嬰兒車、坐輪椅等，戶外翼閘、半自動三輥閘、半自動全高轉閘這三者不能滿足這個需求，人車共用戶外擺閘可以滿足，另外閘機會有被腳踏車撞擊的現象，需具備抗暴力撞閘功能。
人車共用戶外擺閘機通道抗暴力撞閘
人行戶外翼閘通道閘機控制系統結構組成
閘機的基本組成部分包括箱體、攔阻體、機芯、控制模組和輔助模組。
箱體
保護機芯、控制模組等內部部件，並起到支撐作用。
主體材質通常採用304或316的不鏽鋼，輔助材質包括有機玻璃、鋼化玻璃、樹脂、石材或木材等。選材一般需考慮堅固、美觀、不易變形，防刮防劃痕，防鏽防腐蝕，較易加工固定。
攔阻體
在不允許行人通過的時候起攔阻作用，允許行人通過時會打開放行。一般以門或攔桿的形式實現。
選材一般需考慮堅固，能承受一定的衝擊力，但自身的衝擊力對人不能有傷害，重量儘量小，美觀，防鏽防腐蝕，易於加工固定，損壞後不傷人。
機芯
由各種機械部件組成一個整體（包括驅動電機、減速機等），利用機械原理控制攔阻體的開啟和關閉動作。
影響機芯性能和使用壽命的關鍵因素包括機械部件的加工工藝和材質，以及最重要的驅動電機和相配套的減速機。
驅動電機通常採用直流有刷電機或直流無刷電機。直流有刷電機成本較低，控制技術比較簡單，因此被國內閘機廠商廣泛採用，但其中的碳刷屬於易損耗件，需要定期維護和更換。直流無刷電機無碳刷，不存在此損耗，使用壽命也較長。如果希望提高機芯的性能和使用壽命，那么採用性能更好、使用壽命更長的直流無刷電機是不錯的選擇，尤其是歐洲一線品牌的直流無刷電機，其可靠性和耐久性都是普通電機所無法達到的，但成本很高，控制技術也很複雜。
控制模組
利用微處理器技術實現各種電氣部件和驅動電機的控制。
簡單控制電路一般由主控板、電機控制板及輔助控制板即可實現，複雜控制電路（如捷運檢票機）則需要配置專門的工控機來實現。
輔助模組
包括LED指示模組、計數模組、行人檢測模組、報警模組、許可權輸入模組、語音提示模組等。
LED指示模組：一般由LED點陣或LED顯示屏組成，用於指示閘機的通行狀態和方向，有的還包含文字或圖案等提示信息和歡迎信息等。
計數模塊：用於記錄通行人數，可通過LED數碼管或顯示屏顯示出來，可以清零和設定計數上限。
行人檢測模塊：用於識別行人的通行狀態，判斷行人是否合法通行，並且可以判斷行人是否處於攔阻體運動範圍內，以保護行人的人身安全。檢測模組的性能非常關鍵，影響到閘機的有效性和安全性，主要由硬體--感測器和軟體--識別算法這兩個因素決定。感測器一般採用紅外光電開關（比較常見）或紅外光幕，紅外光電開關又分為成對使用的對射式（比較常見）和單個使用的反射式；高端閘機會採用10對以上進口紅外光電開關，特殊場合會採用高性能紅外光幕或其他特殊的感測器。另外識別算法也很重要，不同行人的身高、步距、速度各不相同，攜帶行李的尺寸和位置也多種多樣，還要考慮到多人連續通過前後間距（防尾隨），有些場合還要考慮騎腳踏車通行的情況，高端閘機廠商一般會根據大量的實驗數據建立相應的數學模型，自行開發識別算法，可以有效識別行人、行李和腳踏車等常見的通行目標，並且防尾隨距離可以達到20mm以內，該指標同時取決於感測器識別精度和算法，普通閘機防尾隨距離只能達到100mm。
報警模組：閘機在各種非正常使用狀況下會觸發報警，用於提示或警告行人、管理者和維修者，這些狀況包括非法通行、閘機異常、上電自檢等，報警方式包括蜂鳴（比較常見）、燈光、語音等（可以綜合使用）。
語音提示模組：這裡的語音提示與前面的報警模組中的語音報警不同，主要是用於輔助提示行人相關的信息，如提示通行門票的類型、歡迎信息等。該模組不太常用，需要用戶向廠商定製。
套用範圍
閘機作為一種通道管理設備，最本質的功能是通過攔阻和放行實現一次只通過一人，其套用對象是行人（包括攜帶的行李和腳踏車等），套用場合是出入口，但作為智慧型化通道管理系統的一部分，閘機可以與其他系統配合用於不同的特殊場合，從而發揮更大的作用。
目前閘機配套的系統最常見的是門禁系統和票務系統。
門禁系統中，最早的攔阻方式是電控門，但門無法有效實現一次只通過一人，並且由於結構和形態的限制，使用場合比較有限；改用閘機可以解決這些問題，尤其在建築物或者封閉地理區域的出入口，非常適合用閘機作為門禁系統的攔阻機構。如智慧型樓宇、政府機關、企業園區、小區、廠區、監獄等。
