冗余光纖環(huán)以太網(wǎng)在高速鐵路自動(dòng)售檢票系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉慧中

（陜西西安中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)通號(hào)處，陜西 西安 710043）

自動(dòng)售檢票系統(tǒng)以購(gòu)票、檢票、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)、統(tǒng)計(jì)的全過(guò)程自動(dòng)化為目標(biāo)，對(duì)高速鐵路運(yùn)營(yíng)公司而言，系統(tǒng)的應(yīng)用可大量減少票務(wù)管理人員、提高高速鐵路的運(yùn)行效率和效益；對(duì)乘客而言，則避免了排隊(duì)購(gòu)票，“找零”、人工檢票的繁瑣，出人站更加快捷方便。由于自動(dòng)售檢票系統(tǒng)事關(guān)高鐵公司財(cái)務(wù)運(yùn)營(yíng)，并與銀行等多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)互聯(lián)，一旦出現(xiàn)系統(tǒng)故障或者收費(fèi)數(shù)據(jù)丟失、篡改都會(huì)給高鐵公司帶來(lái)嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，作好安全防范，抵御非法入侵，保障信息安全是自動(dòng)售檢票系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則。如何保障網(wǎng)絡(luò)的安全可靠和數(shù)據(jù)安全是自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。本文在對(duì)傳統(tǒng)的自動(dòng)售檢票系統(tǒng)車站計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行說(shuō)明、比較的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹冗余光纖環(huán)網(wǎng)在自動(dòng)售檢票系統(tǒng)車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。

1 傳統(tǒng)的自動(dòng)售檢票系統(tǒng)車站網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)現(xiàn)方式及比較

傳統(tǒng)自動(dòng)售檢票系統(tǒng)車站網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)現(xiàn)方式有RS-422總線控制方式、CAN總線控制方式。

1.1 RS-422總線控制方式

RS-422總線是業(yè)界應(yīng)用最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn)通信接口之一。這種通信接口允許在簡(jiǎn)單的一對(duì)雙絞線上進(jìn)行多點(diǎn)雙向通信，此外，RS-422標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出規(guī)定，而不涉及接插件電纜或協(xié)議，因此用戶可在此基礎(chǔ)上建立自己的高層通信協(xié)議。

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1.2 CAN總線控制方式

CAN(Controller Area Network，控制局域網(wǎng)絡(luò))為德國(guó)Bosch公司1993年推出的一種支持分布式控制及實(shí)時(shí)控制的串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，應(yīng)用于汽車監(jiān)控、開(kāi)關(guān)量控制、制造業(yè)等。是一種多主總線。適用于實(shí)時(shí)性要求很高的小型網(wǎng)絡(luò)。兩種控制方式比較(見(jiàn)表)。

2 光纖環(huán)以太網(wǎng)控制方式

光纖環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)采用點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路組成，而點(diǎn)到點(diǎn)的光纖傳輸技術(shù)最為成熟，所以光纖環(huán)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)最普遍。在這種結(jié)構(gòu)中，光纖的延遲小，易于配置很多站點(diǎn)的環(huán)網(wǎng)和高速環(huán)網(wǎng)。

2.1 高鐵自動(dòng)售檢票車站計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和車站終端設(shè)備之間通過(guò)工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)組成10/100M光纖以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間通過(guò)通信MSTP傳輸系統(tǒng)提供的100M以太網(wǎng)通道進(jìn)行通訊。在車站計(jì)算機(jī)處和車站售檢票設(shè)備（自動(dòng)售票機(jī)、半自動(dòng)售票機(jī)、出站檢票機(jī)、進(jìn)站檢票機(jī)和雙向檢票機(jī)）相對(duì)集中的設(shè)備群處設(shè)置工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，組成交換式以太網(wǎng)環(huán)，當(dāng)任一鏈路出現(xiàn)故障，鏈路能及時(shí)切換進(jìn)行保護(hù)?，F(xiàn)場(chǎng)的交換機(jī)可以根據(jù)需要安裝在檢票機(jī)或者自動(dòng)售票機(jī)中。每臺(tái)交換機(jī)預(yù)留一定數(shù)量的端口。如果將來(lái)因系統(tǒng)改造等原因增加終端設(shè)備時(shí)，當(dāng)增加的設(shè)備群在交換機(jī)覆蓋的范圍內(nèi)，則可直接連接到就近的交換機(jī)；當(dāng)增加的設(shè)備群不在原交換機(jī)覆蓋的范圍內(nèi)，可以在新增設(shè)備群處增加一臺(tái)交換機(jī)，并配置環(huán)網(wǎng)接口，連接到環(huán)網(wǎng)中。

環(huán)形組網(wǎng)方式的優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)可靠性高，可擴(kuò)展性強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)帶自愈功能，網(wǎng)絡(luò)連線和站廳地下裝修層鋪設(shè)的管槽相對(duì)較少，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)備布置的要求，特別是當(dāng)設(shè)備位置發(fā)生變化或增加設(shè)備時(shí)，影響面小，易于實(shí)現(xiàn)，同時(shí)方便在線維護(hù)，大大降低了用戶維護(hù)成本。

2.2 自動(dòng)售檢票車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)冗余光纖環(huán)以太網(wǎng)的應(yīng)用優(yōu)特點(diǎn)

a.車站級(jí)的LAN網(wǎng)的物理架構(gòu)基于環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有線路冗余。支持環(huán)形結(jié)構(gòu)的交換機(jī)通過(guò)Spanning Tree(生成樹(shù))算法或者其他技術(shù)建立交換機(jī)通道。出現(xiàn)線路故障時(shí)可保證在很短時(shí)間內(nèi)完成系統(tǒng)的重新組態(tài)。保證數(shù)據(jù)交換正常進(jìn)行。交換機(jī)環(huán)網(wǎng)配置也保證了鏈路長(zhǎng)度滿足布線要求。b.車站自動(dòng)售檢票系統(tǒng)采用分散式與分層遞階控制策略。使系統(tǒng)的可操作性和可維護(hù)性得到保證。同時(shí)這種策略可以完全滿足自動(dòng)售檢票系統(tǒng)各種運(yùn)營(yíng)模式的要。c.如果車站終端設(shè)備增加，只需擴(kuò)展或更新部分硬件(網(wǎng)絡(luò)端口)就能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的接入，布線簡(jiǎn)單。d.網(wǎng)絡(luò)速度快，可方便實(shí)現(xiàn)軟件更新、文件傳輸和數(shù)據(jù)備份等功能。

2.3 自動(dòng)售檢票車站系統(tǒng)以太網(wǎng)應(yīng)用的注意事項(xiàng)

a.由于多線路IP地址資源分配有限，需合理進(jìn)行子網(wǎng)劃分，并對(duì)各個(gè)網(wǎng)段進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和管理，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行和網(wǎng)絡(luò)安全。b.根據(jù)不同設(shè)備操作平臺(tái)的不同要求對(duì)病毒進(jìn)行預(yù)防和查殺，對(duì)殺毒軟件安裝、使用和升級(jí)進(jìn)行統(tǒng)一管理。

3.總結(jié)

實(shí)踐表明，冗余光纖環(huán)以太網(wǎng)網(wǎng)具有傳輸速率高、抗電磁干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。此外，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)良好的冗余功能，使得系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸、交換的可靠性大幅提高。因此，冗余光纖環(huán)以太網(wǎng)符合高速鐵路實(shí)際運(yùn)營(yíng)需要，已成為高速鐵路車站自動(dòng)售檢票系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主流方向。

[1]王平.工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社.