城市軌道交通AFC監(jiān)視中心系統(tǒng)方案的研究

李 郁，張東輝

(北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100070)

1 概述

隨著軌道交通運(yùn)營(yíng)建設(shè)的不斷飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)各城市線網(wǎng)從單一線路逐漸發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)階段。自動(dòng)售檢票系統(tǒng)是軌道交通各系統(tǒng)中最早實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的系統(tǒng)，也是軌道交通實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)，但是仍然存在管理分散、網(wǎng)絡(luò)化功能單一等問題。同時(shí)隨著軌道交通服務(wù)水平的不斷提高和互聯(lián)網(wǎng)等各種支付技術(shù)的發(fā)展，軌道交通運(yùn)營(yíng)者對(duì)AFC 系統(tǒng)的可靠性、可維護(hù)性及網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的支持等方面提出了更高的要求。

2 城市軌道交通AFC系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理現(xiàn)狀及存在問題

由于各城市軌道交通建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理模式不同，軌道交通的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)主體越來越多元化。各運(yùn)營(yíng)企業(yè)相互獨(dú)立，運(yùn)營(yíng)管理也自成體系。由此帶來了AFC 系統(tǒng)設(shè)備管理分散、應(yīng)急處置不及時(shí)有效、信息匯總和統(tǒng)計(jì)分析不全面等方面的問題。

各城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模越來越大， AFC 終端設(shè)備數(shù)量和種類繁多，設(shè)備地域分布面廣、交易數(shù)據(jù)量大；同時(shí)AFC 系統(tǒng)的設(shè)備狀態(tài)、交易數(shù)據(jù)敏感度高，這些因素均使系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和運(yùn)維管理面臨巨大挑戰(zhàn)。

隨著各城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模的快速擴(kuò)大、新業(yè)務(wù)和新技術(shù)的快速推行，對(duì)軌道交通運(yùn)營(yíng)精細(xì)化管理、網(wǎng)絡(luò)化集中管理的要求越來越高，對(duì)信息的實(shí)時(shí)性要求也越來越高，需要對(duì)AFC 系統(tǒng)狀態(tài)及時(shí)、全面的掌握。但是，各運(yùn)營(yíng)企業(yè)線路中心/多線路中心/區(qū)域中心（LC/MLC/ZLC）系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)各條線路的設(shè)備管理和客流數(shù)據(jù)分析等， ACC 系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)線網(wǎng)清分清算、客流統(tǒng)計(jì)和票卡管理等。整個(gè)AFC 系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)管理相對(duì)分散、上下位管理匹配度低，各類數(shù)據(jù)更新不夠及時(shí)，對(duì)票卡管理不夠全面，對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量和數(shù)據(jù)質(zhì)量的監(jiān)視審核缺位，不能滿足新形勢(shì)下的運(yùn)營(yíng)管理需要。

3 AFC監(jiān)視中心系統(tǒng)需求分析

城市軌道交通AFC 運(yùn)營(yíng)管理需要建設(shè)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化集中運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，將各類AFC 系統(tǒng)數(shù)據(jù)在AFC 監(jiān)視中心匯總，并實(shí)時(shí)監(jiān)視、分析AFC 系統(tǒng)運(yùn)行情況。

通過建設(shè)網(wǎng)絡(luò)化集中運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，打破各運(yùn)營(yíng)線路系統(tǒng)的界線，實(shí)現(xiàn)信息資源共享，為乘客服務(wù)業(yè)務(wù)和線網(wǎng)AFC 系統(tǒng)運(yùn)維提供技術(shù)支持。由網(wǎng)絡(luò)化集中運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)監(jiān)視線網(wǎng)AFC 系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)傳輸、客流數(shù)據(jù)和AFC 運(yùn)營(yíng)模式；對(duì)線網(wǎng)票卡進(jìn)行全生命周期的管理，包括票卡使用情況和異常情況的集中監(jiān)視。

需要建立一套完善的AFC 系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)評(píng)估體系，通過對(duì)設(shè)備運(yùn)行、數(shù)據(jù)傳輸、乘客客流、AFC 運(yùn)營(yíng)模式、清分中心（ACC）運(yùn)行、乘客服務(wù)、票卡使用等各項(xiàng)業(yè)務(wù)運(yùn)行情況的監(jiān)測(cè)評(píng)估和會(huì)商分析，不斷提高AFC 系統(tǒng)運(yùn)行效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)AFC 系統(tǒng)持續(xù)優(yōu)化改進(jìn)。

需要建設(shè)一個(gè)集中展示平臺(tái)，對(duì)線網(wǎng)AFC 系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、設(shè)備管理數(shù)據(jù)、客流數(shù)據(jù)、告警信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行集中顯示；同時(shí)為方便了解各車站現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)情況，將各線路CCTV 系統(tǒng)監(jiān)視畫面引入集中展示平臺(tái)。

4 AFC監(jiān)視中心系統(tǒng)方案

4.1 功能設(shè)計(jì)

AFC 監(jiān)視中心系統(tǒng)是城市軌道交通AFC 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化集中運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)線網(wǎng)AFC 系統(tǒng)的集中監(jiān)視和管理。系統(tǒng)總體功能如下。

設(shè)備監(jiān)視：對(duì)線網(wǎng)AFC 系統(tǒng)設(shè)備建立設(shè)備臺(tái)賬并及時(shí)更新，實(shí)時(shí)監(jiān)視其運(yùn)行狀態(tài)，并支持設(shè)備維修工單和督辦單管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)快速響應(yīng)、快速處置，督促未及時(shí)處理的故障盡快處理；實(shí)時(shí)監(jiān)視設(shè)備運(yùn)營(yíng)參數(shù)和軟件版本，監(jiān)測(cè)異常時(shí)告警。

數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)視：實(shí)時(shí)監(jiān)視線網(wǎng)各層級(jí)數(shù)據(jù)傳輸情況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)告警，實(shí)現(xiàn)快速定位和響應(yīng)處置，保證數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確、完整上傳。

客流監(jiān)視：實(shí)時(shí)監(jiān)視全線路客流及其變化情況（實(shí)現(xiàn)分鐘級(jí)監(jiān)視），第一時(shí)間掌握客流異常并告警，實(shí)現(xiàn)線網(wǎng)客流的統(tǒng)計(jì)分析、監(jiān)測(cè)評(píng)估、綜合查詢和歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出等。

AFC 運(yùn)營(yíng)模式監(jiān)視：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車站降級(jí)/緊急模式變化情況并告警，按線/站/設(shè)備查看模式履歷接收情況，會(huì)商評(píng)估模式影響及組織車站應(yīng)對(duì)，實(shí)現(xiàn)降級(jí)/緊急模式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和快速處置。

ACC 運(yùn)行監(jiān)視：在ACC 運(yùn)營(yíng)參數(shù)、一票通票卡參數(shù)以及清分模型參數(shù)等下發(fā)前對(duì)參數(shù)內(nèi)容進(jìn)行確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)ACC 系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)管；對(duì)AFC 系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)/軟件版本進(jìn)行監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)設(shè)備參數(shù)/軟件版本的實(shí)時(shí)管控。

乘客服務(wù)監(jiān)視：為乘客各類票卡扣費(fèi)異常、乘客各類優(yōu)惠異常等乘客異議申訴提供后臺(tái)技術(shù)支持；并通過對(duì)交易數(shù)據(jù)與AFC 操作管理相關(guān)業(yè)務(wù)規(guī)則比對(duì)分析，自動(dòng)判斷前一日的異常交易數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)車站票務(wù)操作異常監(jiān)視。

票卡監(jiān)視：以卡號(hào)為最小管控單元實(shí)現(xiàn)票卡追蹤管理，通過統(tǒng)計(jì)分析票卡運(yùn)營(yíng)指標(biāo)，實(shí)時(shí)掌握票卡的時(shí)空分布，監(jiān)視各層級(jí)票卡庫(kù)存，輔助決策票卡調(diào)配；支持密鑰卡申請(qǐng)業(yè)務(wù)直接辦理，并監(jiān)視密鑰卡正確安裝。

AFC 運(yùn)營(yíng)評(píng)估：定期匯總和評(píng)估分析AFC 系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行、數(shù)據(jù)傳輸、乘客客流、AFC 運(yùn)營(yíng)模式、ACC 運(yùn)行、乘客服務(wù)、票卡使用等各項(xiàng)業(yè)務(wù)運(yùn)行情況，不斷提高AFC 系統(tǒng)運(yùn)行效率和質(zhì)量。

另外，AFC 監(jiān)視中心需具備各運(yùn)營(yíng)企業(yè)所轄線路AFC 系統(tǒng)日常管理、線路AFC 調(diào)度功能、數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化、圖形化展示等功能。

4.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

總體上，AFC 監(jiān)視中心系統(tǒng)采用分層的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，分為基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)交換處理層、技術(shù)支持層、業(yè)務(wù)層和展現(xiàn)層等6 個(gè)層次。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 AFC監(jiān)視中心系統(tǒng)總體架構(gòu)圖Fig.1 Overall architecture diagram of AFC monitoring center system

基礎(chǔ)層：由硬件網(wǎng)絡(luò)層和系統(tǒng)軟件層構(gòu)成，為整個(gè)系統(tǒng)提供軟硬件、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境支撐。

數(shù)據(jù)層：由關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)為系統(tǒng)提供業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理。

數(shù)據(jù)交換處理層：實(shí)現(xiàn)與AFC 系統(tǒng)、ACC 系統(tǒng)、調(diào)度指揮中心（TCC）系統(tǒng)、信息中心系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)等外部系統(tǒng)的連接，并與這些系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，采用多種數(shù)據(jù)采集和交換技術(shù)和方式—采用企業(yè)服務(wù)總線（ESB）構(gòu)建交換數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、由Socket、MQ、FTP 等構(gòu)建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)和其他對(duì)外接口等。

技術(shù)支持層：為系統(tǒng)的業(yè)務(wù)管理提供技術(shù)支持。

業(yè)務(wù)層：由系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行監(jiān)管、數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)管、客流監(jiān)視、運(yùn)行模式監(jiān)管、ACC 運(yùn)行監(jiān)管、乘客服務(wù)、票卡監(jiān)管、AFC 運(yùn)營(yíng)評(píng)估等8 大業(yè)務(wù)模塊組成，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)管理。

展現(xiàn)層：包括大屏幕系統(tǒng)、業(yè)務(wù)終端和移動(dòng)終端的界面展示，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集中監(jiān)視、業(yè)務(wù)管理等。

4.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

AFC 監(jiān)視中心系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)包括業(yè)務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、接入網(wǎng)絡(luò)、大屏幕顯示系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和實(shí)驗(yàn)室測(cè)試平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)等4 個(gè)部分。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)如圖2 所示。

1）業(yè)務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

圖2 AFC監(jiān)視中心系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖Fig.2 Network system diagram of AFC monitoring center system

業(yè)務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)上按照星型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由核心交換機(jī)作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)各部分的連接，包括核心網(wǎng)絡(luò)區(qū)、生產(chǎn)設(shè)備區(qū)、安全設(shè)備區(qū)、業(yè)務(wù)發(fā)布區(qū)。

核心網(wǎng)絡(luò)區(qū)：外聯(lián)信息中心、ACC、LC/ZLC/MLC、互聯(lián)網(wǎng)+、TCC、辦公網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，外聯(lián)核心交換機(jī)由兩臺(tái)核心三層交換機(jī)組成，與兩臺(tái)防火墻相連；內(nèi)聯(lián)核心交換機(jī)由兩臺(tái)核心三層交換機(jī)組成，旁路部署兩臺(tái)入侵檢測(cè)設(shè)備。

生產(chǎn)設(shè)備區(qū)：內(nèi)聯(lián)核心交換機(jī)冗余連接部署應(yīng)用軟件的服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。兩臺(tái)磁盤陣列通過兩臺(tái)光纖交換機(jī)與服務(wù)器冗余相連。

安全設(shè)備區(qū)：內(nèi)聯(lián)核心交換機(jī)分別冗余連接部署日志審計(jì)、終端安全管理、網(wǎng)管、殺毒安全中心軟件的服務(wù)器。

業(yè)務(wù)發(fā)布區(qū)：使用VPN 作為訪問控制設(shè)備，外部與辦公網(wǎng)相連，內(nèi)部與外聯(lián)核心三層交換機(jī)相連；該設(shè)備作為APP 服務(wù)器與外網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)，并旁路部署入侵檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行入侵檢測(cè)。網(wǎng)閘設(shè)備作為DMZ 區(qū)域的代理網(wǎng)關(guān)，隔離AFC 監(jiān)視中心內(nèi)網(wǎng)和辦公網(wǎng)。

2）大屏幕顯示系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

大屏幕顯示系統(tǒng)與AFC 監(jiān)視中心其他系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，AFC 監(jiān)視中心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和線路CCTV 系統(tǒng)監(jiān)視畫面直接采用視頻線纜通過多屏處理器接入，路網(wǎng)圖數(shù)據(jù)采用網(wǎng)絡(luò)線纜通過大屏交換機(jī)接入。

5 總結(jié)

各城市軌道交通AFC 系統(tǒng)隨著線網(wǎng)規(guī)模快速發(fā)展迅速擴(kuò)大和復(fù)雜化。在線網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)的趨勢(shì)下，AFC 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化集中運(yùn)營(yíng)管理勢(shì)在必行。AFC 監(jiān)視中心系統(tǒng)的建設(shè)能夠及時(shí)響應(yīng)AFC 系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理的變化，能夠?yàn)檐壍澜煌ㄟ\(yùn)營(yíng)管理者提供線網(wǎng)AFC系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行和業(yè)務(wù)運(yùn)行監(jiān)視，為AFC 系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理提供及時(shí)有效的管理手段，是AFC 系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理必不可少的技術(shù)支撐平臺(tái)。