基于云計算技術的地鐵自動售檢票系統(tǒng)研究

林楠

摘要：近年來，基于云計算技術的地鐵自動售檢票系統(tǒng)得到了業(yè)內的廣泛關注，本文首先對相關內容做了概述，并結合相關實踐經驗，分別從總體架構、物理拓撲結構以及軟件體系結構等多個角度與方面，就基于云計算技術的地鐵自動售檢票系統(tǒng)結構展開了研究。

關鍵詞：云計算技術；地鐵；自動售檢票系統(tǒng)；研究

一、概述

目前，對AFC系統(tǒng)的研究集中于利用系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析乘客的路徑選擇行為、改進系統(tǒng)通信網絡結構、保護系統(tǒng)用戶隱私、改進系統(tǒng)架構等方面。云計算作為一種新型的計算模式，應用于地鐵系統(tǒng)中以降低地鐵的建設和運營成本已成為發(fā)展的趨勢。本文分析我國地鐵AFC系統(tǒng)的應用狀況、層次結構和存在的問題，提出并設計了基于云計算技術的自動售檢票系統(tǒng)。以AFC系統(tǒng)用戶的需求、實現(xiàn)的功能為基礎，分析了系統(tǒng)的業(yè)務邏輯流程，設計了系統(tǒng)的整體架構、云架構和物理

拓撲架構，構建了系統(tǒng)的軟件體系結構，提出了系統(tǒng)的安全解決方案。以期通過云計算技術的應用，實現(xiàn)售檢票系統(tǒng)軟/硬件資源的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一分配、統(tǒng)一部署、統(tǒng)一監(jiān)控和統(tǒng)一備份，從而精簡系統(tǒng)結構、降低運營成本、提高資源利用率，為地鐵AFC系統(tǒng)的改進提供理論依據(jù)。

二、基于云計算技術的地鐵自動售檢票系統(tǒng)結構分析

（一）總體架構

基于云計算技術的地鐵自動售檢票系統(tǒng)的總體架構可分為三層，第一層是不同類型的車票（老人票、學生票、單程票、計次票、儲值票等），在整個系統(tǒng)中扮演了支付媒介的角色；第二層是用于與乘客交互的地鐵站終端設備，具有售檢票功能；第三層是云計算中心，集合了系統(tǒng)運行所需的產品開發(fā)及運維等功能，能夠采集、統(tǒng)計數(shù)據(jù)，集中管理設備，有效清分地鐵線網各自的收益。

（二）物理拓撲結構

基于云計算技術的地鐵自動售檢票系統(tǒng)的物理拓撲結構構成有云計算中心、地鐵站終端設備以及通信主干網。其中，云計算中心的硬件組成有計算機、機架、服務器、防火墻、交換機、磁盤陣列以及磁帶庫等，這些硬件設施的具體部署要視地鐵線網的客流量、規(guī)模及IT資源而定。云計算中心的網絡結構形式為兩層交換式：位于第一層網絡的服務器群利用ToR交換機實現(xiàn)與第二層網絡的連接；而在中間層交換機與聚合層交換機的作用下，第二層網絡交叉連接從而形成大二層的網絡結構，這種網絡結構有助于均衡各服務器間的流量，保證虛擬機能夠靈活遷移于各服務器間。云計算中心與公共交通清分中心、第三方支付系統(tǒng)、銀行系統(tǒng)之間實現(xiàn)準確對接的形式主要依賴于防火墻，通過在防火墻之后設置IDS，能夠監(jiān)聽整個網絡系統(tǒng)。

通信主干網的網絡結構為自愈式冗余光纖雙環(huán)網，該網絡具有無縫切換、實時熱備的特征，同時利用雙連接方式將地鐵線網上的各站點納入其中。在正常運行模式下，雙環(huán)網中的主環(huán)、次環(huán)分別處于工作、熱備的狀態(tài)，當主環(huán)或者位于主環(huán)上的地鐵站站點發(fā)生運行故障時，冗余環(huán)網會自動調整配置，啟動熱備狀態(tài)中的次環(huán)，從而使整個網絡得以維持正常的運行狀態(tài)。地鐵站終端設備的物理拓撲網絡結構為環(huán)網式，同時利用三級交換機實現(xiàn)與云計算中心的間接性連通。地鐵站終端設備能夠在通信主干網出現(xiàn)運行故障時啟動孤島運行模式，而且可保留七天以內的數(shù)據(jù)信息，等通信主干網修復之后，會將報文傳送至云計算中心。

（三）軟件體系結構

基于云計算技術的地鐵自動售檢票系統(tǒng)的軟件體系結構構成主要有云計算中心軟件、票務管理終端軟件以及車站終端設備軟件。其中，云計算中心軟件結合實時遷移、多租戶及虛擬化技術，向云計算中心遷入地鐵自動售檢票系統(tǒng)的應用程序、部分負載及服務，從而確保云計算中心運行的高效性及地鐵自動售檢票系統(tǒng)功能發(fā)揮的靈活性；票務管理終端的組成成分包括屏幕、控制器、鼠標、電源以及鍵盤，不含有USB接口與硬盤的瘦終端。瘦終端的桌面云通常分為虛擬軟件模塊以及獨立Web訪問模塊，票務人員可以在Web訪問模塊上對云計算中心進行訪問，而云計算中心會通過虛擬模塊向瘦終端發(fā)送應用信息，從而幫助票務人員順利開展數(shù)據(jù)查詢、工作交接及報表填寫等各項票務工作；車站終端設備軟件分為應用軟件以及操作系統(tǒng)這兩大類，統(tǒng)一在系統(tǒng)云計算中心的遠程操控下完成相應的部署及升級任務。為了盡量降低計算資源的占用率，操作系統(tǒng)的類型可選擇嵌入式Linux或者WindowsNT，而應用軟件一般分為應用邏輯層及設備控制層，其中設備控制層的面向對象是設備部件，能夠將接口函數(shù)傳送至應用邏輯層，為應用邏輯層的業(yè)務處理提供數(shù)據(jù)支持。

（四）云架構

基于云計算技術的地鐵自動售檢票系統(tǒng)的云架構組成按自上而下的次序依次是軟件層、平臺層以及基礎設施層。其中，基礎設施層由資源管理平臺及資源池兩部分組成，資源管理平臺主要是結合基礎設施資源的生命周期對其進行全局性管理，統(tǒng)一調度、管理資源，而資源池主要包括網絡、存儲、服務器等硬件資源及其對應的虛擬化資源；平臺層主要用于軟件的部署、開發(fā)及運行，包括系統(tǒng)軟件及操作系統(tǒng)兩部分，其目的是實現(xiàn)系統(tǒng)可擴展應用的同時運行；軟件層的構成成分是系統(tǒng)的各類應用軟件，從功能角度出發(fā)，應用軟件類型可劃分為兩種：乘客服務應用軟件以及票務業(yè)務應用軟件。

三、結束語

通過對基于云計算技術的地鐵自動售檢票系統(tǒng)的研究分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，該項工作良好實踐效果的取得，有賴于對云計算技術多項影響與關鍵環(huán)節(jié)的充分掌控，有關人員應該從地鐵自動售檢票系統(tǒng)應用的客觀實際出發(fā)，研究制定最為符合實際的云計算技術應用實施策略。

參考文獻：

[1]雷定猷，賈莉，王娟，游偉.基于云計算技術的地鐵自動售檢票系統(tǒng)研究[J].計算機應用研究.2016（10）：60-62.