一种T字形模块化可自由组合拆解式多用途门禁系统设计

潘颖芳，于 海

（1.江苏省科学技术情报研究所，江苏南京 210042；2.南京熊猫信息产业有限公司，江苏南京 210033）

0 引言

随着城市化建设的高速发展，人员向大、中型城市流动和汇集成为趋势，很多城市的公共活动、商业场所建设及服务已日趋成熟，公园、广场和车站等大型集会、交通场所人员密集。然而在实际社会生活中，公共场所等地由于人流瞬时涌入量较大，易造成秩序混乱，人员拥挤、踩踏等极大安全隐患时有发生，甚至酿成事故。对应此类情况，一般设置的门禁系统不但不能起到通行控制的作用，还可能成为通行的障碍。同时，有些时候人流的聚集是临时性的，设置固定的门禁系统就明显不经济。目前的门禁系统，模块化的设计主要是从功能模块的模块化方向考虑，没有整机模块化的概念；同时缺少一种能有效抗大客流、抗人流冲击，对出、入口人流合理分级引导的灵活设置的门禁系统方案。本文提出的一种T 字形模块化可自由组合拆解式多用途门禁系统设计可对解决上述问题提供一种行之有效的解决方案。

1 设计方案

1.1 设计目的

针对前述现实应用场景中存在的问题，现有门禁系统及产品已不能适应需求，无法从根本上解决上述问题。因此，本次设计的目的在于，提供一种T 字形模块化可自由组合拆解式多用途门禁系统的技术解决方案，该设计方案能够有效抗大客流、抗人流冲击，对出、入口人流合理分级引导和管控通行，同时通过能实现快速安装和拆卸的设计，提高本门禁系统的使用率，丰富其应用场景。在该技术方案中还将采用整机模块化的设计思想，能有效控制和降低设计、制造、运输和维护等方面的成本。

1.2 技术方案

一种T 字形模块化可自由组合拆解式多用途门禁系统中，T字形可移动门禁模块是组成本门禁系统的最小单元，也是组成本门禁系统的唯一所需模块。T 字型可移动门禁模块由T 字型结构本体、快速移动滚轮装置、升降固定柱、检票装置、通行控制旋转装置组成，如图1所示。其中通行控制旋转装置可通过旋转开合达到人员通行的目的，检票装置用于通行人员的身份识别和计费，通行控制旋转装置在通行人员利用检票装置进行身份识别和计费后控制旋转栏杆开合以控制通行。升降固定柱可与地面预置对接装置对接，实现本门禁系统快速、灵活的固定和拆卸。快速移动滚轮装置，采用定、活两用轮，在没有地面预置对接装置的情况下，同时客流不大且有序时，可直接设置成定轮状态，直接实现本门禁系统的固定设置。在此情况下，当本门系统需拆解时，将快速移动滚轮装置设置成动轮状态，就可实现本门禁系统的快速、灵活移动和撤离。T 字形可移动门禁模块采用不锈钢材料作为结构主材，直发丝纹制造，辅助以高硬度、无毒、阻燃塑料。设计充分考虑人机工学，符合中国人身高特点及操作习惯。其中T 字形结构本体采用不锈钢材料为主体框架和壳体，设置有检测通行的传感器单元，辅以高强度的透明塑料板作为分隔和装饰板，内部装有工业计算机控制单元，来实现对整个门禁系统的控制和对内外信息通信。检票装置安装设置在T字形结构本体上部两侧，外壳为高强度塑料和透明有机玻璃，内部安装有读写器、控制电路等。通行控制旋转装置安装在T 字形结构本体的主体框架上，由旋转栏杆组件、可编程逻辑控制电路单元和电机等组成。升降固定柱安装设置在T 字形结构本体底部，每个T字形可移动门禁模块设计有3处，采用螺旋式升降运动方式，能承受较大的载荷且升降平稳可靠，升降固定柱运输和存储时旋于T字形结构本体内部，当现场安装时，将升降固定柱旋出并固定。快速移动滚轮装置采用万向可折叠式定、活两用橡胶轮，也安装设置在T字形结构本体底部，每个T字形可移动门禁模块设计有3 处，运输和存储时可折起，使用时展直。本设计门禁系统在工作时，由安装在T字形结构本体中的工业计算机控制单元作为主控单元，通过命令控制检票装置、通行控制旋转装置等协作共同完成系统功能，并控制进行相应的数据信息上传和下载。检票装置通过内置的读写器来进行通行人员的身份识别和计费等。通行控制旋转装置内的可编程逻辑控制电路单元和电机及安装在T 字形结构本体上的红外传感器组共同完成对通行人员的通行控制。

图1 T字型可移动门禁模块及组成示意

本门禁系统的所有组成形式，均由T字形可移动门禁模块通过多种自由组合形式组合和拆解来完成。其中两个T字形可移动门禁模块，组成一个工字形可移动门禁模块，为本门禁系统的最小系统，提供一个超宽通道，可实现紧急情况下的大客流疏散或贵宾通行或需要提供超宽通道的其他情况。4个T字形可移动门禁模块，即两个工字形可移动门禁模块，通过交叉分布设置成垂直交叉双工形式，组成本门禁系统的一个标准系统，提供两个标准通道，可实现单个门禁的双通道配置，通行人员在标准通道中以曲线路线通行，有两进、两出或一进一出3 种通行模式。最小系统和标准系统之间，可通过T字形可移动门禁模块的加装设置和拆卸移除实现自由转换，适应不同的通行要求和功能，如图2所示。标准系统可单独或间隔设置，也可以以多组的形式成阵列设置。当标准系统搭配回廊型扩展通道，并以多组阵列设置时，本门禁系统通行控制的能力和效果可进一步提升，如图3所示。

1.3 设计效益

本设计能够在各种固定或临时的大型场所进行人流的通行控制、身份认证、计数计费，特别是在人流瞬时涌入增多的情况下有效地对客流进行引导通行和分流。本设计的门禁系统可自由组合搭配成多种应用方案，能有效抗人流冲击，拆装、运输灵活，使用效率高，应用场景广泛，可适用于公共交通、大型商业场所、体育场馆、公园景区、步行街和广场等多类公共、私人设施与场所，在搭配回廊型扩展通道时抗人流冲击能力更强。同时本设计通过有效的引导客流，能减少人员拥挤情况，降低和有效消除安全事故的风险，提升人员的通行体验感。自动化的门禁系统可实现通行、计费和客流监控等功能，也节省了人工引导等工作，降低了成本，节约了人力，提高了效率。本设计还采用整机模块化的设计方法，有效控制和降低了设计、制造、运输和维护等方面的成本。

图2 最小系统和标准系统示意

图3 多组阵列设置且搭配回廊型扩展通道的标准系统示意

2 结语

本文概要描述了一种T 字形模块化可自由组合拆解式多用途门禁系统设计方案，本设计以T字形模块结构为最小单元，同时T字型模块结构也是组成本设计所需的唯一结构，通过多个T字型模块结构的自由组合和拆解自由搭配而成多种应用方案，以实现不同的功能。其中两个T 字型模块结构组成一个工字型结构，为本设计的最小系统，两个工字型结构交叉分布设置组成本设计的标准系统。本方案通过模块化等设计，可以实现快速安装拆卸，做到随用随装，用完即拆走，重复利用，提高了门禁系统的使用率。同时该模块化设计既可有效的控制设计、制造、运输和维护成本，又方便运输和后期维护。本设计可任意组合快速拆卸、可灵活移动，能抗人流量冲击，能有效降低和消除安全事故的风险，适用于公共交通、大型商业场所、体育场馆、公园景区、步行街和广场等公共、私人设施与场所。