基于云架構的地鐵售檢票系統方案探討

云南南天電子信息產業股份有限公司 軌道交通業務部 方亞敏

0.引言

傳統地鐵售檢票系統采用五層架構，其結構為：清分中心層、線路中心系統層、車站計算機系統層、車站終端設備層、票卡介質層。系統的各個層級的運行具有相對獨立性，當某一層級系統產生問題時不會影響到其他層級的運行，但同時又相互關聯，從而實現整個地鐵票務系統的運營體系。售檢票五層系統架構雖然運行穩定，但長期來說缺點比較明顯，如：（1）建設及維護成本高、（2）資源利用率底、（3）針對地鐵工程具有長期性特點，隨著時間的推移，大部分設備都已更新換代，地鐵售檢票系統也需要升級來適應新技術發展、（4）隨著互聯網的快速發展，手機支付、二維碼等在地鐵中的應用也非常廣泛、如果在現有五層架構基礎上改造也顯得笨重，本文基于這些缺點引入云計算售檢票系統的建設方案。

1.地鐵售檢票系統傳統五層架構

第一層是清分中心系統（ACC），每個地鐵運營系統中只有一個，負責地鐵票務系統運營參數的制定、客流收益清分等功能，每條線路都需要根據標準將相關數據傳輸至清分中心；第二層是線路中心系統（LCC），每條線路需要搭建一套線路中央，接收清分中心下發的參數，以及管理車站運營、車站監控，收集本線路AFC系統產生的交易和審計數據；第三層是車站計算機系統（SC），每個車站都需要搭建車站服務器，接收線路下發的參數，并且轉發到終端設備，以及采集終端設備產生的狀態和交易等數據；第四層是車站終端設備（SLE），與車站計算機系統直接交互，直接為乘客提供售檢票服務的設備；第五層票卡介質層，如儲值票、一卡通、單程票等，數據流如圖1所示，每層都對應獨立但又相互關聯的數據處理子系統。

圖1

2.基于云架構售檢票系統結構

云架構售檢票系統，從業務角度來說，細分為：（1）離線數據歸集、歸集的數據類型有：終端設備狀態、離線交易等數據；（2）售檢票系統實時在線業務，包括客服在線業務和票務系統在線業務，其中客服業務包括：辦卡、充值、掛失、補辦等業務；票務系統業務包括：票卡庫存、票卡回收、現金管理、發票管理等；（3）后臺數據分析，通過分析、從中可以獲取票卡使用情況、流失率、運營收益情況、客流信息等。通過云計算中心、大數據分析技術，也可以深入挖掘客戶需求和行為習慣，更好更方便的服務乘客，以及及時了解設備運行情況，有針對性的提前生成設備保養計劃等信息，形成智能軌道交通售檢票系統。

從技術架構來說，售檢票系統云架構系統采用三層結構：（1）第一層是IaaS，提供網絡、服務器、存儲等硬件基礎服務平臺；（2）第二層是PaaS，提供軟件部署、運行的基礎平臺、如操作系統；（3）第三層是SaaS，軟件即服務，也是我們比較關心的一層，與業務掛鉤。我們重點關注的是SaaS層，其他兩層目前都有比較成熟的解決方案，對于企業來說可以建立自己的私有云，也可以跟第三方合作，采用公有云方式，我們重點專注于業務的開發即可。

分布式架構我們可以采用Dubbo+Zookeeper技術提供服務總線，Dubbo是一個分布式服務框架，致力于提供高性能和透明化的RPC遠程服務調用方案，以及SOA服務治理方案。車站、線路、清分等的各個子系統相關的服務注冊到Zookeeper，客戶端調用Zookeeper完成整個系統的應用開發。這種架構有以下優點：（1）透明化的遠程方法調用，就像調用本地方法一樣調用遠程方法；（2）軟負載均衡及容錯機制；（3）服務自動注冊與發現。

3.售檢票系統云平臺改造方案

要突破傳統的五層架構，比例合理及可靠的一種方案采用云架構方式來解決這些缺點，將清分中心層、線路中心系統層、車站計算機系統層合并為一層為云計算中心層，合并的優點：每條線路、各個車站不再需要單獨建立售檢票機機房和服務器設備，只需要搭建網絡環境連接至云計算中心，在車站、線路控制室部署控制臺連接到云計算中心虛擬出來的線路及車站系統就能管理和監控線路、車站運營、及所有終端設備。終端設備軟件通過升級改造與云平臺對接，主要終端設備改造內容有：

（1）自動檢票機（GATE）：將產生的離線交易數據、設備狀態等數據由上傳至車站服務器改為上傳至云平臺中心離線數據歸集系統。

（2）自動售票機（TVM）：離線發售數據、設備狀態直接上傳至云平臺中心數據歸集系統；在線充值改為指向云平臺中心在線業務處理系統。

（3）半自動售票機（BOM）：處理發卡、充值、退卡、掛失等直接連接至云平臺中心在線業務系統；票卡更新、單程票發售等脫機數據、設備狀態上傳至平臺中心數據歸集系統。

系統升級后，可以通過逐站接入的方式進行，升級期間，原有系統和云平臺系統共同運行，運行穩定后，再將所有車站系統接入云平臺中，接入后，釋放大量原來車站工作的服務器，可以用來作為云平臺基礎建設使用或者其他輔助系統的使用，節省了大量的服務器資源以及降低維護成本。

4.結束語

隨著互聯網技術的快速發展，基于云架構、大數據分析的系統架構技術方案相對成熟，售檢票系統作為地鐵運營的主要系統，采用云架構的方案建設將是一種趨勢，并且越來越多的新線開通也逐漸趨向于這種模式，最大的優點除了建設成本和運營管理成本明顯降低外，也能提升運營服務質量。數據集中后，通過成熟的大數據分析技術，可以挖掘出更多有利于地鐵運營的數據，最終形成完全智能的售檢票系統。

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