地鐵票務清分中心分步改造技術方案研究

摘 要：地鐵線網清分中心進行云平臺技術升級改造，對城市軌道交通系統降低硬件成本、提升運行效率和服務質量至關重要。本技術研究以寧波軌道交通多線路清分中心為例，研究了清分中心升級分步改造技術方案。該技術方案可以有效控制項目風險，確保在不影響現有服務的情況下完成系統升級，平穩地過渡到云平臺架構，最大化地發揮新技術的優勢，持續提升運營效率、生產效率與服務質量。

關鍵詞：地鐵清分中心；云平臺升級；分步改造

地鐵線網自動售檢票系統（AFC）清分中心[1]實施云平臺技術升級改造[2]，通過將傳統數據中心遷移至云端，可以實現數據處理能力的大幅提升、資源的靈活調配以及系統的快速擴展，有效應對高峰時段的客流壓力。云平臺能夠支持更高效的數據交換和分析，有助于優化票務管理、提高乘客出行體驗，并為決策者提供基于大數據的分析報告。此外，云平臺改造還能降低硬件維護成本，增強系統的穩定性和安全性，確保支付結算等關鍵業務的連續性[3]。本技術方案以寧波軌道交通自動售檢票系統為例介紹分步改造方案。

一、當前架構和未來規劃

（一）既有線AFC架構

寧波軌道交通1號線～4號線，4條線路自動售檢票系統均按軌道交通清分中心、線路中央計算機、車站計算機、車站終端設備、車票五層架構[4]進行

設計。

第五層：軌道交通清分中心（ACC）；

第四層：線路中央計算機系統（LC）；

第三層：車站計算機系統（SC）；

第二層：車站終端設備（SLE）；

第一層：車票（TICKET）。

寧波軌道交通5號線工程建設時，采用多線路中央級系統（MLC）建設方案，MLC不僅滿足寧波市軌道交通線網清分和5號線一期工VPfhmlLu8VgAHVntKcP+MQ==程運營和管理的要求，同時還滿足遠期工程的接入需求。MLC 系統容量及接口應滿足寧波市軌道交通規劃10條線及其延長線的接入和清分需要，并預留遠期規劃的其他線路接入所需的擴展和升級條件。

MLC系統實現與寧波市軌道交通清分中心的接口，滿足與寧波市軌道交通相關各線聯網運行的要求，實現軌道交通線網內無障礙換乘，所有終端設備均具備處理非接觸IC卡車票能力，包括軌道交通專用非接觸IC卡車票、寧波一卡通等。

MLC主系統設置于東環南控制中心，MLC異地災備系統及線網模擬測試中心設置于3號線首南車輛基地內。

（二）第三輪規劃AFC架構方案

根據寧波市軌道交通第三輪線網規劃《寧波市城市軌道交通近期建設規劃（2020年～2025年）》，第三輪線網規劃建設6號線一期、7號線、8號線一期及部分延長線等5條線路，并計劃在下應南車輛段（7/8號線共用車輛段）附近新建控制中心（滿足7、8、市域線K1、市域線K2線接入需求，并預留10條線接入條件）。

第三輪規劃各線路AFC系統根據既有系統架構及預留條件，采用四層架構進行設計[5]。

第四層：多線路中央級系統（MLC）；

第三層：車站計算機系統（SC）；

第二層：車站終端設備（SLE）；

第一層：車票（TICKET）。

引入生物特征無感過閘方式和無人化客服中心，線網層同步建設生物識別支付系統和線網智能客服系統。這對全鏈條的出行服務進行智能整合、提升，打造地鐵服務場景的創新以及改革，提升客運服務、資訊服務、票務服務具有重要意義。寧波軌道交通第三輪規劃下各線路AFC架構如圖1所示。

二、分步升級改造方案

（一）云平臺升級方案

寧波市軌道交通控制中心（后文簡稱一控）于2014年建成投入使用，設置在1號線東環南路站旁，劃為路網6條線合用的線路控制中心及線網清分中心。其中1號線、2號線、3號線、4號線、5號線路控制中心及線網清分中心等已投入使用。

第三輪規劃新建下應南控制中心（后文簡稱二控）作為寧波軌道交通主用控制中心，同步建設主用城軌云平臺（以下簡稱云平臺），并在一控設置備用城軌云平臺作為異地災備中心，對關鍵系統（如MLC）、數據進行異地容災保護。

該云平臺由數據接入層、網絡層、基礎設施層、平臺層、應用層等組成：

第一，數據接入層。利用智能傳感、邊緣計算等技術，實現信息的大范圍、深層次的數據匯集和預處理，構建軌道交通智能平臺的數據基礎。

第二，網絡層。利用物聯網、工業以太網、OTN、WLAN、LTE、5G、藍牙等技術，實現高帶寬、高可靠性、快速精準、多網融合的信息傳輸功能。

第三，基礎設施層（IaaS）。利用云計算的資源共享、快速彈性部署等特點，為集團6大類業務應用提供硬件資源支撐。

第四，平臺層（PaaS）以中臺技術為核心。搭建業務中臺、技術中臺和數據中臺，將通用的業務以服務的方式進行沉淀，具有對業務變化和創新發展快速響應的支持能力。

第五，應用層（SaaS）以實際業務需求為驅動。為運營生產、運營管理、企業管理、建設管理、資源管理以及乘客服務六大類業務提供服務能力。

六大類主營業務應用按統一規劃、分步實施的方式進行建設。管理、建設、生產可分開建設，并統一云管平臺。云管平臺可隨生產云一同構建，并具備納管異構云平臺的功能。也可采用一次性建設統一的云平臺，但因建設時序、設備停產等問題，一次性建設統一云平臺實施難度較大。

新建線路的業務應用統一規劃入云，原第一控制中心的線網級系統（如MLC等）及相關業務同步遷移入云。寧波AFC系統在云平臺改造升級后的線網架構如圖2所示。

（二）過渡方案

寧波第三輪線網規劃中，下應南控制中心計劃于2025年下半年建成并投入使用，寧波8號線一期工程預計2025年上半年開通，開通時間早于MLC升級改造完成時間。

由于線路AFC系統必須依賴清分系統進行票務功能處理，且寧波8號線開通時無法接入升級后的云內MLC，因此需要過渡改造方案保障寧波8號線開通時能夠正常使用MLC的票務清分功能。

本技術研究提出一套MLC過渡改造方案，架構如圖3所示。

通過敷設下應南控制中心至東環南路控制中心的光纖路由，打通一控和二控之間的通信鏈路。將該光纖路由的部分光纜用作搭建臨時傳輸通道（未來作為兩控制中心之間的云外通信通道），剩余光纜用作云內傳輸通道，并在路由兩側預留光纜接口。過渡期間，分別在下應南控制中心、東環南路控制中心設置臨時AFC線網通信匯聚交換機，8號線AFC線路匯聚后接入二控的AFC線網通信匯聚交換機，再通過一控臨時AFC線網通信匯聚交換機接入MLC，實現過渡期間8號線AFC系統與MLC的連接，保障8號線開通時的票務清分需求。

三、分步改造技術方案分析

寧波既有線網AFC系統分步升級改造的關鍵難點如下：一是保證各線路順利開通（前提）；二是滿足臨時方案能夠被最終方案所兼顧；三是不產生額外的冗余資源（如新增服務器、傳輸設備等）。

該分步改造技術方案能夠有效地解決難點，使得在后續的改造中，過渡方案建立的臨時通道可以作為未來二控各線路的云外通道（MLC災備通道）使用，如圖5所示。改造完成后，原MLC服務器、交換機可以作為備品備件或融入備用云平臺。該過渡方案除了兼容最終改造外，還能使得改造完成后的MLC在二控（主用云平臺）和一控（備用云平臺）能夠切換運作，當主用云平臺存在運行故障時，5～8號線AFC系統及后續線路AFC系統能夠通過云外通道直連災備MLC，以此確保各類票種交易的數據傳輸，保證清分功能的正常運行和乘客正常過閘。

該分步改造技術方案優點：一是可實施性強、新增投資低；二是不新增冗余設備；三是保證線路正常運行和系統升級的平穩過渡；四是與最終改造方案兼容性強。

缺點：寧波8號線采用的是第三輪線網規劃標準建設，配備無人化智能客服中心，閘機配置人臉識別模塊和掌靜脈識別模塊等生物支付技術，由于開通時相關基于云平臺搭建的后臺系統未投入使用，在一控設置額外服務器承載相關系統會增加后期運營成本，相關功能待二控主用云平臺建設完成后再正式投入使用。過渡期間，寧波8號線人臉識別、掌靜脈識別過閘功能及智慧客服功能無法投入使用。

結語

云平臺升級可提高原有系統的靈活性與可擴展性，整合多專業資源、重新分配，降低未來設備擴展成本和維護成本，同時可以減少運營人員，降低用人成本。寧波軌道交通AFC票務清分中心通過分步改造升級的方式，確保現有系統正常運行的同時，逐步優化和更新現有設施。該分步改造技術方案能最小化中斷影響、控制成本并適應技術進步，實現資源的合理配置與利用，延長設備生命周期，滿足不斷變化的需求，對推進寧波智慧交通建設、實現可持續發展具有重要意義。

參考文獻：

[1]黃展宗思.地鐵AFC系統 “ 互聯網+”技術應用研究與實踐[J].現代城市軌道交通，2020（08）：27-32.

[2]駱濱.云計算環境下地鐵新型AFC系統研究[J].現代城市軌道交通，2022（01）：103-108.

[3]羅軍舟，金嘉暉，宋愛波，等.云計算：體系架構與關鍵技術[J].計算機研究與發展，2019，56（01）：69-89.

[4]楊承東.面向智能交通的AFC系統架構研究[J].鐵道通信信號，2013，49（08）：79-82.

[5]朱莉.城市軌道交通AFC架構的演變及發展[J].人民公交，2024，49（08）：58-60.