基于云的軌道交通自動售檢票系統(tǒng)淺談

陳錦宇

摘要：隨著城市軌道交通路網建設的快速發(fā)展，面對日益擴大的建設規(guī)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(tǒng)，如何為乘客營造一個便捷、智能、綠色的出行環(huán)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(tǒng)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(tǒng)計、財務結算等功能的自動化系統(tǒng)。AFC系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)主要由清分中心系統(tǒng)、線路計算機系統(tǒng)、車站計算機系統(tǒng)、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(tǒng)、培訓系統(tǒng)、模擬測試系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)，線路運營公司對應的是線路中央計算機系統(tǒng)，車站則對應的是車站計算機系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在整個自動售檢票系統(tǒng)中逐級管理、各司其職。

在自動售檢票系統(tǒng)建設初期，由于以太網技術尚不成熟，必須依靠其他通訊協(xié)議逐層轉發(fā)。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(fā)展及路網規(guī)模和業(yè)務的不斷擴大，5層架構體系的缺點愈發(fā)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(tǒng)逐級存儲互為備份，但是真正使用數據的是在清分系統(tǒng)。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(tǒng)資源。

2）系統(tǒng)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(tǒng)越來越臃腫。隨著路網規(guī)模的不斷擴大，自動售檢票系統(tǒng)的規(guī)模也在不斷擴大。按照目前地鐵網路規(guī)劃，二線以上城市普遍規(guī)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(guī)模越來越大，帶來的是管理和維護的難度不斷增大。

4）系統(tǒng)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(guī)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(yè)獨立構建和使用的云計算系統(tǒng)，特別適合擁有良好的企業(yè)網絡環(huán)境和擁有大量閑置計算、存儲資源的企業(yè)。這些企業(yè)只需進行少量投資，將自己的信息系統(tǒng)升級，就可以擁有云計算帶來的便利。

3系統(tǒng)架構

LCC的業(yè)務功能需要進行整合和優(yōu)化。其內容包括：線路中央系統(tǒng)的主要業(yè)務功能與清分系統(tǒng)合并，終端設備狀態(tài)監(jiān)控與運營模式管理等功能在車站計算機系統(tǒng)上進一步加強。分析如下：

1）清分系統(tǒng)部分功能與線路中央系統(tǒng)基本重復，LC很大程度是對ACC的參數下發(fā)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(tǒng)主要的運營參數均由清分系統(tǒng)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(tǒng)中去，由SC與ACC直接對接。

2）線路中央系統(tǒng)部分功能由于管理構架的調整，已由其他系統(tǒng)完成。以運營狀態(tài)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(tǒng)運營狀態(tài)控制，原先是由線路中央系統(tǒng)發(fā)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(fā)出人工指令，由車站直接改變本站運營模式，線路中央系統(tǒng)已不再承擔相應職責。

故系統(tǒng)架構可以調整如下：

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

若該城市清分系統(tǒng)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(tǒng)對自動售檢票系統(tǒng)運行進行管理的能力，增加設備監(jiān)控、設備控制、客流突發(fā)監(jiān)控、系統(tǒng)運營模式管理、系統(tǒng)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(tǒng)計、清算對帳等運營業(yè)務數據統(tǒng)計分析功能、補充設備運營狀態(tài)統(tǒng)計和故障統(tǒng)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(tǒng)，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(tǒng)或云平臺接管。由其對終端級設備進行運營狀態(tài)統(tǒng)計和故障統(tǒng)計等管理功能。

4未來發(fā)展展望

隨著通信技術及計算技術的發(fā)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(tǒng)發(fā)生故障時，可以將發(fā)生故障的系統(tǒng)平滑地轉移到備用系統(tǒng)中，保障系統(tǒng)運行的可靠性，減少對業(yè)務系統(tǒng)的影響，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

同時，云平臺的搭建促進了各系統(tǒng)、各線路、各廠商之間的數據共享，有利于業(yè)主獲取更多的數據信息。因此，提高信息利用率、增強系統(tǒng)的決策分析能力是自動售檢票系統(tǒng)的發(fā)展方向之一，應強化系統(tǒng)的整理分析原始數據和信息的能力，把票務系統(tǒng)與線網的信息管理系統(tǒng)相結合，找出票務收益規(guī)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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