基于云計(jì)算技術(shù)的地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)研究

林楠

摘要：近年來(lái)，基于云計(jì)算技術(shù)的地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)得到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，本文首先對(duì)相關(guān)內(nèi)容做了概述，并結(jié)合相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分別從總體架構(gòu)、物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及軟件體系結(jié)構(gòu)等多個(gè)角度與方面，就基于云計(jì)算技術(shù)的地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)結(jié)構(gòu)展開了研究。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算技術(shù)；地鐵；自動(dòng)售檢票系統(tǒng)；研究

一、概述

目前，對(duì)AFC系統(tǒng)的研究集中于利用系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析乘客的路徑選擇行為、改進(jìn)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、保護(hù)系統(tǒng)用戶隱私、改進(jìn)系統(tǒng)架構(gòu)等方面。云計(jì)算作為一種新型的計(jì)算模式，應(yīng)用于地鐵系統(tǒng)中以降低地鐵的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本已成為發(fā)展的趨勢(shì)。本文分析我國(guó)地鐵AFC系統(tǒng)的應(yīng)用狀況、層次結(jié)構(gòu)和存在的問(wèn)題，提出并設(shè)計(jì)了基于云計(jì)算技術(shù)的自動(dòng)售檢票系統(tǒng)。以AFC系統(tǒng)用戶的需求、實(shí)現(xiàn)的功能為基礎(chǔ)，分析了系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯流程，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的整體架構(gòu)、云架構(gòu)和物理

拓?fù)浼軜?gòu)，構(gòu)建了系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)，提出了系統(tǒng)的安全解決方案。以期通過(guò)云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)售檢票系統(tǒng)軟/硬件資源的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一分配、統(tǒng)一部署、統(tǒng)一監(jiān)控和統(tǒng)一備份，從而精簡(jiǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、降低運(yùn)營(yíng)成本、提高資源利用率，為地鐵AFC系統(tǒng)的改進(jìn)提供理論依據(jù)。

二、基于云計(jì)算技術(shù)的地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

（一）總體架構(gòu)

基于云計(jì)算技術(shù)的地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的總體架構(gòu)可分為三層，第一層是不同類型的車票（老人票、學(xué)生票、單程票、計(jì)次票、儲(chǔ)值票等），在整個(gè)系統(tǒng)中扮演了支付媒介的角色；第二層是用于與乘客交互的地鐵站終端設(shè)備，具有售檢票功能；第三層是云計(jì)算中心，集合了系統(tǒng)運(yùn)行所需的產(chǎn)品開發(fā)及運(yùn)維等功能，能夠采集、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，集中管理設(shè)備，有效清分地鐵線網(wǎng)各自的收益。

（二）物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

基于云計(jì)算技術(shù)的地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)成有云計(jì)算中心、地鐵站終端設(shè)備以及通信主干網(wǎng)。其中，云計(jì)算中心的硬件組成有計(jì)算機(jī)、機(jī)架、服務(wù)器、防火墻、交換機(jī)、磁盤陣列以及磁帶庫(kù)等，這些硬件設(shè)施的具體部署要視地鐵線網(wǎng)的客流量、規(guī)模及IT資源而定。云計(jì)算中心的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式為兩層交換式：位于第一層網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器群利用ToR交換機(jī)實(shí)現(xiàn)與第二層網(wǎng)絡(luò)的連接；而在中間層交換機(jī)與聚合層交換機(jī)的作用下，第二層網(wǎng)絡(luò)交叉連接從而形成大二層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有助于均衡各服務(wù)器間的流量，保證虛擬機(jī)能夠靈活遷移于各服務(wù)器間。云計(jì)算中心與公共交通清分中心、第三方支付系統(tǒng)、銀行系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確對(duì)接的形式主要依賴于防火墻，通過(guò)在防火墻之后設(shè)置IDS，能夠監(jiān)聽整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

通信主干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為自愈式冗余光纖雙環(huán)網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)具有無(wú)縫切換、實(shí)時(shí)熱備的特征，同時(shí)利用雙連接方式將地鐵線網(wǎng)上的各站點(diǎn)納入其中。在正常運(yùn)行模式下，雙環(huán)網(wǎng)中的主環(huán)、次環(huán)分別處于工作、熱備的狀態(tài)，當(dāng)主環(huán)或者位于主環(huán)上的地鐵站站點(diǎn)發(fā)生運(yùn)行故障時(shí)，冗余環(huán)網(wǎng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整配置，啟動(dòng)熱備狀態(tài)中的次環(huán)，從而使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)得以維持正常的運(yùn)行狀態(tài)。地鐵站終端設(shè)備的物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為環(huán)網(wǎng)式，同時(shí)利用三級(jí)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)與云計(jì)算中心的間接性連通。地鐵站終端設(shè)備能夠在通信主干網(wǎng)出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí)啟動(dòng)孤島運(yùn)行模式，而且可保留七天以內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，等通信主干網(wǎng)修復(fù)之后，會(huì)將報(bào)文傳送至云計(jì)算中心。

（三）軟件體系結(jié)構(gòu)

基于云計(jì)算技術(shù)的地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)構(gòu)成主要有云計(jì)算中心軟件、票務(wù)管理終端軟件以及車站終端設(shè)備軟件。其中，云計(jì)算中心軟件結(jié)合實(shí)時(shí)遷移、多租戶及虛擬化技術(shù)，向云計(jì)算中心遷入地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的應(yīng)用程序、部分負(fù)載及服務(wù)，從而確保云計(jì)算中心運(yùn)行的高效性及地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)功能發(fā)揮的靈活性；票務(wù)管理終端的組成成分包括屏幕、控制器、鼠標(biāo)、電源以及鍵盤，不含有USB接口與硬盤的瘦終端。瘦終端的桌面云通常分為虛擬軟件模塊以及獨(dú)立Web訪問(wèn)模塊，票務(wù)人員可以在Web訪問(wèn)模塊上對(duì)云計(jì)算中心進(jìn)行訪問(wèn)，而云計(jì)算中心會(huì)通過(guò)虛擬模塊向瘦終端發(fā)送應(yīng)用信息，從而幫助票務(wù)人員順利開展數(shù)據(jù)查詢、工作交接及報(bào)表填寫等各項(xiàng)票務(wù)工作；車站終端設(shè)備軟件分為應(yīng)用軟件以及操作系統(tǒng)這兩大類，統(tǒng)一在系統(tǒng)云計(jì)算中心的遠(yuǎn)程操控下完成相應(yīng)的部署及升級(jí)任務(wù)。為了盡量降低計(jì)算資源的占用率，操作系統(tǒng)的類型可選擇嵌入式Linux或者WindowsNT，而應(yīng)用軟件一般分為應(yīng)用邏輯層及設(shè)備控制層，其中設(shè)備控制層的面向?qū)ο笫窃O(shè)備部件，能夠?qū)⒔涌诤瘮?shù)傳送至應(yīng)用邏輯層，為應(yīng)用邏輯層的業(yè)務(wù)處理提供數(shù)據(jù)支持。

（四）云架構(gòu)

基于云計(jì)算技術(shù)的地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的云架構(gòu)組成按自上而下的次序依次是軟件層、平臺(tái)層以及基礎(chǔ)設(shè)施層。其中，基礎(chǔ)設(shè)施層由資源管理平臺(tái)及資源池兩部分組成，資源管理平臺(tái)主要是結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)施資源的生命周期對(duì)其進(jìn)行全局性管理，統(tǒng)一調(diào)度、管理資源，而資源池主要包括網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、服務(wù)器等硬件資源及其對(duì)應(yīng)的虛擬化資源；平臺(tái)層主要用于軟件的部署、開發(fā)及運(yùn)行，包括系統(tǒng)軟件及操作系統(tǒng)兩部分，其目的是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可擴(kuò)展應(yīng)用的同時(shí)運(yùn)行；軟件層的構(gòu)成成分是系統(tǒng)的各類應(yīng)用軟件，從功能角度出發(fā)，應(yīng)用軟件類型可劃分為兩種：乘客服務(wù)應(yīng)用軟件以及票務(wù)業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件。

三、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)基于云計(jì)算技術(shù)的地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的研究分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)工作良好實(shí)踐效果的取得，有賴于對(duì)云計(jì)算技術(shù)多項(xiàng)影響與關(guān)鍵環(huán)節(jié)的充分掌控，有關(guān)人員應(yīng)該從地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)應(yīng)用的客觀實(shí)際出發(fā)，研究制定最為符合實(shí)際的云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用實(shí)施策略。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷定猷，賈莉，王娟，游偉.基于云計(jì)算技術(shù)的地鐵自動(dòng)售檢票系統(tǒng)研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究.2016（10）：60-62.