計算機技術在地鐵自動收費系統中的應用分析

尚華 馬巖飛

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計算機技術在地鐵自動收費系統中的應用分析

尚華 馬巖飛

齊齊哈爾工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161005

自我國改革開放以來，經濟得到了快速發展，但城市交通問題也隨之而來。交通已成為制約了城市發展進程重要因素之一。地鐵以其安全、及時、舒適、便捷等特點符合了現代城市的發展，受到各大城市的追捧。目前，我國大力倡導建設地鐵交通系統，有效地緩解了城市交通擁擠的現狀。地鐵自動收費系統是在網絡技術逐步成熟的基礎上產生的，已成為地鐵系統中重要的組成部分。以上海地鐵二號線為例，深入分析了網絡技術在地鐵自動收費系統中的應用，闡述了自動收費系統的網絡管理和安全保障，總結了上海地鐵自動收費系統的網絡設計特點。

計算機技術；地鐵自動收費系統；中央計算機系統

隨著我國城市化進程的不斷推進，城市人口越來越擁擠，城市交通已成為城市發展的重大隱患，甚至直接危及到人民群眾的生命安全。地鐵自動收費系統是在網絡技術高度發達的背景下產生的，大大降低了地鐵售票的壓力，方便了人們的進出站。

1 上海地鐵自動收費系統網絡概述

上海地鐵二號線是鏈接城區東西的主要交通干線，全線總共設了18座車站，基地一處，控制中心一處。作為地鐵運營的關鍵環節，自動收費系統是由當今世界最權威的建設公司采用最先進的技術完成的。整個地鐵自動收費系統涉及到了網絡技術、機電一體化、自動控制等多個專業技術。上海地鐵自動收費系統采用的是計算機網絡連接中央計算機系統和車站計算機系統，將自動收費的各個環節，包括自動售檢票機、人工售票機、計算機等通過網絡技術進行連接。

2 上海地鐵自動收費系統的網絡結構

上海地鐵自動收費系統的計算機網絡結構分為兩個部分：中央計算機系統和車站計算機系統。在網絡結構上普遍采用的是以太網形式。中央計算機網絡采用的是100?mb/s的交換式以太網，也是整個地鐵自動收費系統的核心網絡；車站計算機網絡同樣采用的是100?mb/s的交換式以太網，構成了鏈接車站自動收費設備、各硬件設備的局域網[1]。

2.1 中央計算機系統的網絡結構

中央計算機網絡包括地鐵自動收費系統服務器、工作站和外設設備。服務器包括數據服務器、中間件服務器、存檔服務器和制卡服務器等；工作站包括認證工作站、密鑰工作站、網管工作站、系統管理工作站以及開發工作站等；外設設備包括了相應的打印設備等。為了實現非接觸性IC卡與地鐵自動收費系統的完美對接，在建設地鐵自動收費系統時也設計了一卡通的中心網絡系統。

城市交通一卡通和地鐵自動收費系統數據中心均采用以太網連接，這樣就保證了地鐵自動收費系統中核心數據庫的可靠性以及數據的接收與輸出能力，滿足了數據需求量大的要求。中央計算機系統的局域網以100?M自動調節的以太網方式進行連接，保證了網絡的高性能和安全性。

中央計算機網絡的功能主要表現在對地鐵收費系統數據的管理、各種設備運行管理、各種參數的管理、企業收益情況管理、票據的管理、各種數據的審核和權限的管理、計算機網絡的管理、報表管理、安全管理、系統維護以及密鑰管理，等等。

2.2 車站計算機系統的網絡結構

車站計算機系統是地鐵自動收費系統的主要組成部分。車站計算機系統直接控制車站終端設備的各個基本管理環節。車站計算機系統網絡采用的是10～100?M自適應以太網方式的局域網，涉及車站內所有的服務器、工作站、自動收費系統以及人工售票機等。隨著網絡技術的快速發展，車站計算機系統網絡也采用了Cisco系列以太網交換機。在整個地鐵自動收費系統中，車站計算機系統起到了對車站系統運營、票據核查、收益以及設備維修等事務的管理和反饋作用。一方面，車站計算機系統接收中央計算機系統所傳達的命令以及各種參數，并及時、準確地執行，反饋地鐵系統的運用狀況，搜集各種參數；另一方面，車站計算機系統從每個車站終端設備中采集數據進行控制，同時下發所需的各種指令和參數。

車站計算機系統網絡的功能主要有：收集車站每個設備的交易信息、審計數據、財務信息、設備狀態數據、維修數據等；將收集到的各種信息以及由中央計算機系統下載的運營信息和各種設置參數，下載到每一個車站設備中，綜合各種信息，設置車站運作參數。傳達包括兩個方面：一是向上傳達，將收集到的各種信息和參數傳達給中央計算機系統；二是向下傳達，將從中央計算機系統接收到的各種指令和參數傳達至每一個車站設備，下達運作命令以及運作模式，保證車站計算機系統與中央計算機系統之間的通信暢通。在時鐘的設置上，確保中央計算機系統與車站計算機系統時鐘的統一，確保各項運作的同步性。車站計算機系統的審查功能主要是對地鐵自動收費系統的初步審查，以確保各項信息以及參數的準確性。

3 上海地鐵自動收費系統的網絡安全措施

由于上海地鐵自動收費系統與其他系統的網絡交換量比較大，所以在建設網絡時配置了一臺高性能的天網工作組，提升了防火墻的級別，更好地保護了地鐵自動收費系統的安全系數。上海地鐵系統網絡包括三個獨立部分：自動收費系統網絡、時鐘服務網絡和一卡通網絡。當自動收費系統需要其他兩個網絡訪問時，天網防火墻系統就會形成地址映射，從而保護自動收費系統內部的各類信息。

4 上海地鐵自動收費系統網絡設計的特點

（1）重復性。中央計算機系統，使用的是雙交換機方式提供的以太網通道。一卡通數據服務器和地鐵自動收費服務器都采用雙機熱備份方式分別接入兩路以太網。核心路由器使用雙交換機連接，體現了網絡設計的重復性，提高了網絡的可靠性。（2）穩定性高。在建設地鐵收費系統時，上海地鐵采用了國際領先的網絡設備和建設團隊，確保了網絡的穩定性。（3）可擴展性。在建設地鐵自動收費網絡時，采用具有良好擴展性和可升級性的網絡作為系統核心，滿足了因發展而不斷產生的新需求。中央計算機系統的各個部分都可以直接升級，所有設備的配置都留足了空間，確保了網絡的可擴展性。（4）可管理性。在構建網絡時充分利用了多個網絡管理工具，可以隨時隨地地對網絡進行檢測、管理、修復等，具有較強的可管理性。（5）高安全性。地鐵自動收費系統涉及大量的個人信息，因此，安全性成為最重要的問題之一。在建設地鐵自動收費系統網絡時采用了硬件防火墻系統、殺毒系統，充分保證了安全性。

5 結語

網絡技術在地鐵自動收費系統中的運作反映了整個地鐵系統的信息化水平，整個地鐵系統的正常運作與網絡技術有著密不可分的聯系。地鐵適應了城市的發展，有效地緩解了城市的交通壓力。地鐵自動收費系統是在網絡技術高度發達的背景下產生的，大大降低了地鐵售票的壓力，方便了人們的進出站。地鐵網絡技術的應用符合了地鐵自動收費系統的可靠性、實用性和安全性的需求，推動了地鐵事業的快速發展，也為我國的地鐵作出了巨大的貢獻。

[1]王偉銘，李蓉.收費費率折扣優化方法[J].華南理工大學學報（自然科學版），2005，33（4）：63-68.

Application of Computer Technology in Subway Automatic Charge System

Shang Hua Ma Yanfei

Qiqihar Engineering Institute, Heilongjiang Qiqihar 161005

Since the reform and opening up, China has made rapid development of national economy, but the urban traffic problem has also become one of the important factors restricting the process of urban development.Subway with its safe, timely, comfortable, convenient and so on in line with the development of modern cities, sought after by the major cities.At present, China vigorously promote the construction of subway transport system, effectively alleviate the status of urban traffic congestion.Subway automatic toll system is based on the gradual maturity of network technology generated, has become an important part of the subway system.This paper takes the Shanghai Metro Line 2 as an example, analyzes the application of network technology in the subway automatic toll collection system, expatiates the network management and security guarantee of the automatic toll collection system, and finally summarizes the network design characteristics of the Shanghai subway automatic toll collection system.

computer technology; subway automatic toll collection system; central computer system

TP391.4

A

尚華（1984—），女，本科學歷，講師，主要研究方向為計算機技術。