基于云的軌道交通自動售檢票系統淺談

陳錦宇

摘要：隨著城市軌道交通路網建設的快速發展，面對日益擴大的建設規模和運營路網，如何更加合理、高效、快速、經濟地建設、運營和維護這些系統，如何為乘客營造一個便捷、智能、綠色的出行環境，已經成為一個迫切需要解決的問題。

關鍵詞：軌道交通;云計算;自動售檢票

1引言

AFC系統是基于計算機技術、網絡技術、自動控制技術等技術實現購票、檢票、計費、收費、統計、財務結算等功能的自動化系統。AFC系統是一個城市軌道交通科技水平和管理水平的集中體現，能夠實現票務管理、運營管理、財務管理、清結算管理、安全管理等功能，因此，AFC系統的安全、高效運作是城市軌道交通順暢、合理、高效運營的核心，是實現軌道交通社會效益和經濟效益的必要保證。

2技術背景

2.1既有架構

目前軌道交通線路票務系統主要由清分中心系統、線路計算機系統、車站計算機系統、車站終端設備（自動售票機、票房售票機、自動檢票機、自動查詢機等）、車票、維修系統、培訓系統、模擬測試系統、傳輸系統和其他輔助配套設備及相關接口等組成，架構圖如圖1所示。

5層架構體系針對軌道交通的每一個管理層面均有相對應的系統且相對獨立。比如路網票務管理機構票務中心對應的是清分系統，線路運營公司對應的是線路中央計算機系統，車站則對應的是車站計算機系統。這些系統在整個自動售檢票系統中逐級管理、各司其職。

在自動售檢票系統建設初期，由于以太網技術尚不成熟，必須依靠其他通訊協議逐層轉發。因此，采用了上述的5層架構體系進行逐級管理。但隨著軌道交通的發展及路網規模和業務的不斷擴大，5層架構體系的缺點愈發明顯：

1）過度的數據冗余。目前的交易數據在車站終端設備、車站計算機、線路中央計算機和清分系統逐級存儲互為備份，但是真正使用數據的是在清分系統。而隨著設備性能和網絡性能的不斷提高，各級設備存儲的數據量存在過度備份的情況，浪費了大量的系統資源。

2）系統資源利用率低。由于各線路、車站的客流狀況不同，不同的車站計算機和線路中央計算機數據處理能力的需求相差很大。而目前的車站計算機和中央計算機都是按照最高的客流進行配置的，勢必造成在計算和存儲上的資源浪費。

3）自動售檢票系統越來越臃腫。隨著路網規模的不斷擴大，自動售檢票系統的規模也在不斷擴大。按照目前地鐵網路規劃，二線以上城市普遍規劃了10條線路以上，則至少會產生1個ACC、10個LCC以及200多個SC。規模越來越大，帶來的是管理和維護的難度不斷增大。

4）系統維護難度和成本越來越高。按照以上數量推算，LCC部署在全網10個控制中心，而SC分布在全路網的200多個車站。要對這些設備進行管理和維護，所消耗的人力、管理和運營等成本越來越高。

2.2云化理論基礎

計算作為一種新興的網絡服務方式，是在整合原有的大規模計算機集群并行計算、分布式處理、網格計算、虛擬化計算、效用計算等IT技術的基礎上提出的一個全新的信息技術概念。

按云提供服務的方式可以把云劃分為公有云、私有云和混和云三種類型。在以上構架中需要特別關注的是私有云。私有云是由企業獨立構建和使用的云計算系統，特別適合擁有良好的企業網絡環境和擁有大量閑置計算、存儲資源的企業。這些企業只需進行少量投資，將自己的信息系統升級，就可以擁有云計算帶來的便利。

3系統架構

LCC的業務功能需要進行整合和優化。其內容包括：線路中央系統的主要業務功能與清分系統合并，終端設備狀態監控與運營模式管理等功能在車站計算機系統上進一步加強。分析如下：

1）清分系統部分功能與線路中央系統基本重復，LC很大程度是對ACC的參數下發和SC的交易數據上傳。以參數管理為例，目前自動售檢票系統主要的運營參數均由清分系統生成，包括票價表、黑名單等，僅有少量的運營參數系由線路中央計算機完成，故這部分內容完全可以合并到清分系統中去，由SC與ACC直接對接。

2）線路中央系統部分功能由于管理構架的調整，已由其他系統完成。以運營狀態調整為例，緊急運營模式、列車故障模式等應急情況下的系統運營狀態控制，原先是由線路中央系統發出控制指令實施的。當前根據路網運營需要，為了提高響應效率，多為行車調度員直接向車站發出人工指令，由車站直接改變本站運營模式，線路中央系統已不再承擔相應職責。

故系統架構可以調整如下：

1）去除中央級計算機系統，將其功能職責納入清分系統，提高清分系統前置模塊的接入能力，使清分系統能直接向車站計算機系統采集、下發數據。

若該城市清分系統已經建成，且未預留相關接口，則可搭建簡易LC作為ACC的前置處理部分，具體功能可參考第2）點;

2）完善清分系統對自動售檢票系統運行進行管理的能力，增加設備監控、設備控制、客流突發監控、系統運營模式管理、系統參數管理，完善路網、單線、單站交易查詢、現金核算、收益核算、收益統計、清算對帳等運營業務數據統計分析功能、補充設備運營狀態統計和故障統計等報表等功能（該部分可作為簡易LC部分）。

3）取消車站計算機系統，保留UPS、防火墻與防入侵服務器、光電轉換器、車站級交換機、現場交換機、緊急按鈕、終端設備、工作站（云、按需分配其工作屬性）、輔助設備。搭建現場局域網，交易數據從終端設備，到現場交換機，到車站級交換機接入通信傳輸網，由清分系統或云平臺接管。由其對終端級設備進行運營狀態統計和故障統計等管理功能。

4未來發展展望

隨著通信技術及計算技術的發展，云計算能夠大幅提供資源共享，采用虛擬化技術，并具備負載平衡的能力，使資源得到充分地利用。在系統發生故障時，可以將發生故障的系統平滑地轉移到備用系統中，保障系統運行的可靠性，減少對業務系統的影響，提高系統的安全性和可靠性。

同時，云平臺的搭建促進了各系統、各線路、各廠商之間的數據共享，有利于業主獲取更多的數據信息。因此，提高信息利用率、增強系統的決策分析能力是自動售檢票系統的發展方向之一，應強化系統的整理分析原始數據和信息的能力，把票務系統與線網的信息管理系統相結合，找出票務收益規律，為城市公共交通服務和管理提供及時、準確的決策分析意見，促進交通市場的營銷推廣。

參考文獻

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