城市軌道交通AFC系統參數管理

潘　攀　張　寧　王　健

(1. 東南大學教育部ITS工程研究中心　南京　210096；2. 南京地下鐵道有限責任公司　南京　210024)

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城市軌道交通AFC系統參數管理

潘攀1張寧1王健2

(1. 東南大學教育部ITS工程研究中心南京210096；2. 南京地下鐵道有限責任公司南京210024)

在當今網絡化建設和運營的時代，城市軌道交通有時會調整運營規則和票務政策，以滿足不同的網絡化運營業務需求。利用參數來對自動售檢票(AFC)系統的有關功能進行統一管理，能有效避免由于運營策略調整而引起的程序變動，快速靈活地實現業務需求。介紹AFC系統中參數的定義及類別，分析參數管理的處理流程，討論參數管理在票務規則變更情況下的應用。關鍵詞城市軌道交通；自動售檢票系統；參數化管理；運營管理

1　研究背景

近年來，國內許多城市的軌道交通開始進入網絡化運營階段。與軌道交通單線運營模式不同，為乘客提供統一服務界面和無障礙換乘，并保證線路間互聯互通，是網絡化運營的基本要求[1]；同時，網絡化城市軌道交通的運營涉及不同運營商及多條線路，對清分結算提出了更高的要求，所涉及的運營模式、管理方法和票務規則更加多樣化。

參數指在系統中保持相對穩定并對變量、流程起控制和引導作用的量。參數管理，指系統設置能夠實現運營管理控制的相關參數，下發到下屬系統或設備，從而實現系統整體業務規則的調整。由于參數的設定和修改靈活，易實現管理控制策略的變更，因此在現代管理系統中參數化管理應用廣泛。

在城市軌道交通的運營中，當發生業務調整、票務政策改變等情況時，自動售檢票(automatic fare collection,AFC)系統只需通過調整配置參數即可實現對其系統業務規則的重新設置，以便于對AFC系統的有關功能進行統一管理。因此，系統參數是AFC系統的重要內容，是地鐵在運營時能方便、靈活地制定業務規則和票務規則的有力保證，是實現軌道交通參數化管理的重要手段。

2　參數定義及類別

AFC系統是廣泛應用參數進行管理和控制的系統，各類參數有著不同的作用范圍。AFC系統參數可以由清分中心和線路中心設置，分別稱為清分中心(ACC)級參數和線路中心(LC)級參數。

2.1ACC級參數

ACC(AFC clearing center)是城市軌道交通線網AFC 系統各線路各類數據匯總、處理的中心，可完成AFC系統各種運營參數的統一協調管理。ACC級參數又稱線網全局性參數，是指針對AFC系統網絡運營需求、由ACC設置的系統管理和控制的參數。在網絡化運營情況下，根據典型的AFC三級管理模式[2]，即“清分中心(ACC)、線路中心(LC)和車站(SC)”三級管理的模式，ACC級參數分為系統控制參數、線路控制參數和設備控制參數，相應參數的應用范圍分別是ACC、線路和車站設備，該類參數對保證車站內無障礙換乘和線路間互聯互通具有重要的支持和保障作用。

2.1.1系統控制參數

系統控制參數是指為應對AFC系統運營需求，ACC針對整個AFC線網設置的參數。該類參數包括服務商、網絡拓撲、日歷時間、費率、介質票卡、車票、積分方案、黑名單等參數。

服務商參數主要提供與AFC系統相關的各個運營服務商身份和角色信息，各服務商具有各自在全局線網內唯一的代碼。網絡拓撲參數是線網運營系統中對線網拓撲信息的定義，包括線路、車站和區域的信息。日歷時間參數包含對軌道交通線網運營系統中日歷和時間信息的定義，包括本地時間、特殊日期、時間段、旅程時間和運營時間等。費率參數定義了某個費率組在某個費率等級所對應的費率，提供了車費計算方法。介質票卡參數是對介質類型、介質技術和介質封面類型的定義，其中介質類型表示采用何種技術生產的卡，如Desfire、Mifare 1 、CPU卡等。車票參數包含車票處理、車票類型及車票產品發售屬性等參數，其中車票類型記錄了該車票的票種、是否是優惠票、是否是紀念票等信息。積分方案參數負責制訂執行積分計劃的具體屬性，包含積分方法、積分兌換門限、折扣率、積分計劃周期等信息。黑名單參數定義了單程票和市民一卡通中限制使用的票卡卡號清單。

2.1.2線路控制參數

線路控制參數是指為應對AFC系統運營需求，ACC針對線路設置的參數。線路中心負責接收ACC參數并將其下發到該線路，并進行參數版本同步。該類參數包括車站級別、線路數據上傳時間列表、ACC數據下載時間列表等。

車站級別參數是進行庫存管理的依據，包括對車站級別及庫存級別的屬性定義。線路數據上傳時間列表參數定義LC上傳至ACC的各類數據時間屬性，包括實時客流、票卡庫存、線路等數據的生成時間間隔和上傳時間間隔。ACC數據下載時間列表參數定義線路中心下載由ACC下發的各類數據時間屬性，包括可供線路下載的開始時間、下載次數和下載時間間隔等。

2.1.3設備控制參數

設備控制參數是ACC對車站設備運營控制的數據定義，包括AGM(閘機)、BOM(半自動售票機)、TVM(自動售票機)、AVM(自動加值機)等的參數。通過這些參數，ACC對全線網內的設備進行統一設置，保證了軌道交通系統為乘客提供統一的服務界面。

各類ACC級參數相互組合、共同應用，不僅保證了ACC能夠及時地逐級下發控制命令，也保證了設備中記錄的各類數據能夠經由LC定期地上傳至ACC，供清分中心進行清分結算和運營管理。

2.2LC級參數

目前的城市軌道交通網絡一般以線路為單位進行建設，不同的線路可能由不同的實體來進行運營管理，因此不同線路之間的管理風格允許存在一定的差異性。線路中心可以根據不同線路的特點，對參數類型進行增補，如設備控制參數、線路系統參數等。

與ACC級參數中的設備控制參數不同，這里定義的設備參數主要是對設備的運營狀態、運營表現等進行相關設置，如閘機關閘時間間隔、BOM售票時乘客顯示屏顯示時間、TVM廣告等，都具有線路特色。線路系統參數主要是對單條線路的系統及操作員權限進行相關設置，如單程票票箱容量、時間同步校準、操作員數量及列表、操作員密碼輸入時間及重試次數限制等。

3　參數管理業務分析

參數管理的處理流程包括參數的設計、下載和維護，具體流程見圖1。

圖1　參數管理的處理流程

3.1參數設計

通過設置系統參數，AFC系統能方便、靈活地制定各種業務規則和票務規則，以滿足未來的需要。因此，在AFC系統中，設計系統參數時應確保參數結構的完整性和可拓展性。

在設計AFC系統參數之前，設計人員不僅要考慮當前系統的需求，還需兼容以往的系統，確保參數結構的設計盡可能完善。另外，AFC系統功能應充分考慮系統將來可能的擴展，要求設有保留編碼，保證參數結構的可拓展性。屆時，AFC系統的擴展只需修改參數，無需修改AFC設備及系統軟件，即只要通過參數的配置，就能在不改動源程序的情況下實現系統的擴展。

以ACC級參數下的車票參數為例，列舉該類參數在設計時應考慮的因素，如表1所示。

表2列舉了一般情況下AFC系統參數設計的內容，并以部分車票參數的設置進行舉例說明。其中:“參數級別”用于說明該類參數所屬的級別，有ACC級參數和LC級參數；“序號”是對系統中所有的參數類型進行排序；“參數項”和“參數子項”是對具體參數的設置內容進行解釋，可參照表1；“字段名”表示該參數子項在編程文件中的名稱；“取值說明”是對參數子項的取值類型做了限制，如字符型、整型等。

表1　車票參數設計內容

表2　AFC系統參數設計示例

3.2參數下載

在整個線網內，參數的下載都是通過參數控制文件進行的。其中，一卡通參數通過清分中心轉發，AFC系統將參數下載到各設備，實現參數在系統內的下載與更新。根據不同的下載方式，主要分為自動下載和離線下載兩種。自動下載是指線路、車站、設備系統在運營開始、設備上電、設備重啟、系統設置時間間隔、上級命令下級下載參數、線路中心與ACC或車站設備與線路中心之間恢復通信時，自動檢查參數版本信息；若發現與本地上次下載的ACC參數總版本不一致，則可自動更新參數，即獲取新的參數數據。若系統參數不能成功下載到指定設備，則應在通信恢復后重新下載；如果嘗試多次不成功，應向操作人員報警，并給出未成功下載的參數清單[3]。在網絡故障的情況下，可以根據系統給出的未成功下載的參數清單，采用離線下載的方式，由外部文本導入各設備，系統可以有選擇地將單個、一組或全部參數下載到一臺、一類或所有設備上。

由于AFC系統參數設置復雜，多個參數之間還有關聯關系，通常ACC或LC采用統一的參數下發控制界面，進行統一的驗證和下發。所有的系統參數都有版本信息，在下發參數數據時，要同時下發參數的版本信息；同時檢查參數版本號，只允許下載版本號大于當前版本號的參數，不允許下載低版本的參數。表3列舉了一般情況下參數下發控制文件的設計內容。

表3　參數下發控制文件設計

在參數下載完成后，系統提供本次參數下載的處理報告，包括下載的參數版本、已成功下載設備、下載失敗的設備等內容。所有自動下發的參數和所有下發到設備的參數都要進行版本核對，以保證系統參數在ACC和線路計算機之間、線路計算機和車站設備之間都是一致的。

3.3參數維護

參數維護指對系統參數表的更改進行審批管理等操作。當AFC系統有新的業務需求時，可以利用參數管理迅速地完成新業務的實施，但必須遵從一定的規則。先由相關部門提出修改申請，ACC級參數由ACC授權人員進行維護，LC級參數由線路維護人員進行維護。授權操作人員設置草稿參數，并提交主管人員審核。在參數下發前，相關人員必須對新版參數進行充分的測試，以檢驗新版參數系統是否運行正常、設備是否運行正常。另外，授權操作人員可以查看、查詢和打印參數。在任何情況下，系統應能自動生成參數修改記錄。

4　參數應用

參數管理一旦被啟用，就可以結合不同業務規則的幫助，快速設定系統各層和設備的狀態，以適應系統運營模式或是票務規則的改變。研究表明，靈活的票務策略有助于提高城市軌道交通的運營效益[4]。票務策略中的收費基準決定城市軌道交通運營企業的票務收入，而收費方法可能影響收費公平性、乘客便捷性、運營管理部門實施簡單性以及客流量變化等[5]，進一步影響到運營收益。

4.1收費基準

在城市軌道交通運營的不同階段，通常采取不同的收費基準。收費基準不僅體現了社會效益、運營企業利益，還可對客流需求量進行調節。在城市軌道交通運營初期，采取較低的收費基準以吸引客流；當城市軌道交通客流量的發展超過系統設計容量時，為了抑制客流增加，可以適當調高收費基準，并在一定程度上保證軌道交通的服務水平。

在AFC的參數管理中，日歷時間參數中的特殊日期列表、時間段列表和旅程時間表作為基本費率計算的依據之一，影響AFC系統對乘客票價的收取。費率參數包含基本費率定義列表、車費類型定義列表和費率等級矩陣定義列表子項，可以對其修改以達到靈活修改收費基準的目的。

4.2收費方法

收費方法可分為均一收費和浮動收費兩大類，常見的浮動收費方式有按里程(或區間)收費、按時段收費、按時間收費、換乘優惠、社會特殊人群優惠等[6]。AFC系統可以在收費基準的基礎上將幾種收費方式相互結合，或采取設置積分、記名、折扣等參數而生成各類衍生收費方式，具有充分的靈活性。

在AFC的參數管理中，通過修改費率表參數，可以重新定義有關票價相關參數，可以設定不同日期、不同時段，實行不同的票價制度。通過修改車票參數，可以標記某種車票的類型，判斷它是否有優惠、是否是紀念票以及是否是記名儲值票。通過修改積分方案參數，可以設定只有儲值票(記名和不記名)消費時才能參加積分活動，達到一定的積分才可享受一定的優惠或者折扣。

5　結語

在城市軌道交通AFC系統中，參數表的設置與使用可以有效地避免由AFC系統調整運營規則或票務政策而引起的程序變動。AFC系統參數可以由清分中心和線路中心設置，分別稱為ACC級參數和LC級參數；ACC或LC采用參數下發的方式，實現對底層設備的靈活管理與控制。參數管理的處理流程包括參數設計、下載與維護，通過參數管理可有效保證AFC系統的靈活配置，提高系統運營效率。

[1] 王健,張寧,黃亮,等.南京地鐵AFC系統網絡化建設思路和再思考[J].都市快軌交通,2011,24(1):69-72.

[2] 高朝暉,夏德傳,張寧,等.軌道交通網絡化AFC系統票務管理分析[J].現代城市軌道交通, 2008(3):14-17.

[3] 周楊.高速公路收費系統MTC車道軟件設計與實現[D].西安:西安電子科技大學,2013.

[4] 周明保,張寧,楊利強,等.城市軌道交通線網的收費策略[J].城市軌道交通研究,2008,11(11):1-6.

[5] 黃衛,張寧,陳暉,等.基于收入成本比的城市軌道交通運營理念[J].城市軌道交通研究,2009,12(2):6-10.

[6] 邵巍躍,張寧,施毅,等.城市軌道交通票種設置及適應性分析[J].都市快軌交通,2010,23(5):43-47.

(編輯：郭 潔)

Parameters Management in Automatic Fare Collection System for Urban Rail Transit

Pan Pan1Zhang Ning1Wang Jian2

(1. ITS Research Center of MOE, Southeast University, Nanjing 210096；2. Nanjing Metro Co., Ltd., Nanjing 210024)

In an era of rapid development of urban rail transit (URT) network construction and operation, the operation department of URT sometimes adjusts operating rules or fare policy in order to satisfy different business situations. Parameters management in Automatic Fare Collection (AFC) system helps AFC system to act quickly and flexibly and fit into the adjustment of the operation strategy. The definition of parameters management is explained first. Then parameters are classified into different types based on their application ranges. The processing flow of parameters management includes parameters' design, download and maintenance. In the end, a practical case of how parameters management is applied in AFC operation under the situation when the fare policy is changed is illustrated.

urban rail transit; AFC system; parametric management; operation management

10.3969/j.issn.1672-6073.2015.01.004

2014-03-16

2014-05-22

潘攀，女，碩士研究生，從事軌道交通運營與管理的研究，seupanpan@gmail.com

南京地鐵專項科研項目(8550140042)

1672-6073(2015)01-0012-04

U29-39;U293.22

A