地铁门禁系统电控锁的研究与应用

摘 要：本文对苏州地铁门禁系统所用电控锁进行研究，并对优缺点进行分析。

关键字：地铁；门禁系统；电控锁；磁力锁；机电一体化锁

一、情况概述

近年来，在我国大城市中掀起一股兴建地铁的热潮，与此同时，地铁门禁系统也得以快速发展并不断完善。地铁门禁系统已由从一个独立系统或安防系统的一个子系统，融入到综合监控集成平台大系统中，实现真正的系统集成管理。在实现方式上，也从简单的硬线连接，到计算机层面的软件接口，发展到硬件设备层面的集成。

门禁系统是地铁安防系统的重要组成部分，目前行业中普遍采用的电控锁有磁力锁和机电一体化锁两种。

磁力锁（如图1所示），其工作原理是电磁主锁体通电产生电磁吸力吸和衔铁，实现上锁和开锁动作，通常采用明装方式安装在木门、金属门或有框玻璃门上，通过专用支架也都可以安装无框玻璃门上。

图1 磁力锁

机电一体化锁（如图2所示），其工作原理是由电控锁体中的螺线管通电产生的电磁力驱动其活动杆运动，带动机械限位装置，形成上锁和开锁状态。无论何种情况下，门内把手永远常开，门外把手需通过刷开才能打开；机械钥匙通过机械锁芯随时可以直接缩回锁舌开门，实现应急开启功能。

图2 机电一体化锁

二、机电一体化锁的优缺点分析

1、优点

1）易于疏散

国家标准GB50016-2006《建筑设计防火规范》第7.4.12条第4款明确规定“人员密集场所平时需要控制人员随意出入的疏散用门，或设有门禁系统的居住建筑外门，应保证火灾时不需使用钥匙或任何工具即能从内部易于打开”，美国NFPA101《生命安全规范》中更是明确提出了“一个动作”出门的逃生要求。机电一体化锁的内把手无论在何种情况下都保持常开状态，满足疏散要求，而磁力锁在火情较小没有被FAS系统检测到时或者FAS系统出现故障导致门禁没有全部打开的情况下，需按开门按钮才能使门禁保持短时间（一般为15s）的开门状态，存在一定安全隐患。

2）防火性能优良

国标GB50016-2006《建筑设计防火规范》第7.5.2条及其条文说明规定“防火门应具有自闭功能”， “为尽量避免火灾时烟气或火势通过门洞窜入人员的疏散通道内，应使防火门在平时处于关闭状态或在火灾时以及人员疏散后能自行关闭。”规范中的“关闭状态”和“自行关闭”，应理解为有效关闭，即不仅门扇要处于闭合状态，门锁也要处于上锁状态。

如果采用磁力锁，根据一号线的维护经验，由于出门按钮不灵敏或部分人员的不良习惯，经常发生在门禁没开启的情况下误推门的情况，时间长后会导致门扇变形（如下图3所示），影响车站防火分隔效果，而机电一体化锁则能很好地避免此类问题。

图3 门扇发生变形

3）故障率低

一号线门禁系统的电控锁采用磁力锁1118把，机电一体化锁32把，截至2013年6月，磁力锁共发生脱落故障78起、松动故障112起、功能失效故障90起，共计发生故障280起；而机电一体化锁发生故障0起。

4）安全隐患低

如果按照磁力锁，地铁内所用防火门一般比较厚重，开关门时对磁力锁造成的冲击力较大，很容易导致磁力锁出现松脱或脱落现象，而磁力锁安装位置较高、重量较沉（8kg左右），维护难度较大，且存在砸伤行人的安全隐患，而机电一体化锁则能很好地避免此类问题。

2、缺点

1）价格较高

机电一体化锁工艺较复杂，制造标准较高，目前市场上以进口品牌为主，国内尚无成熟产品，因此价格较高。以一号线门禁系统为例，磁力锁的价格为1950元/套（国内知名品牌），机电一体化锁为5900元/套（进口品牌），价格差异明显。

2）对门框要求较高

由于暗藏锁体尺寸较大，机电一体化锁只能应用在实体木门或金属门上，以及有框玻璃门上，但框宽必须在120mm以上，部分无框玻璃门无法使用。

三、同行业调研情况

针对此情况，我专业对南京地铁、天津地铁、上海地铁、重庆地铁进行了调研。

南京地铁和重庆地铁在新建线路的综合监控室、车控室内安装了机电一体化锁作为试点，如果效果明显则在后续线路中推广使用；上海地铁在二号线、九号线全部使用机电一体化锁，目前使用状况良好，故障率远低于使用磁力锁的线路；天津地铁出于造价的考虑没有使用机电一体化锁。

四、综合概述

目前，一号线门禁系统设备里，部分采用机电一体化锁的点位使用情况良好，基本未发生故障，设备安全性好，建议后续线路在门禁系统设计时，尽量采用机电一体化锁。■

参考文献

[1]柯资颖.嵌入式门禁系统软件的设计与实现[D].西安电子科技大学，2008.

[2]庞伟.门禁数字化的新体验[J].中国公共安全（市场版），2007.

[3]雷玉堂.各类门禁系统的比较及其发展[J].中国公共安全（市场版），2007.