自动售检票系统中车站信息管理系统的研究与设计

徐炜炜 徐骏善 叶 飞

（南京理工大学机械工程学院，210094，南京∥第一作者，硕士研究生）

自动售检票（AFC）系统实现了轨道交通的售票、检票、计费、收费、统计、清分结算和运营管理等全过程的自动化，同时也为决策提供客流、收入等各类信息支持［1］。AFC系统的设备分布于线路区间和车站。为保证这些复杂的机电系统能安全可靠地按照要求运行，为其配备相应的管理信息系统是十分必要的。通过管理信息系统，实现AFC管理流程优化、信息共享、实时控制等方面的信息化。使AFC系统拥有先进的技术、科学的管理、良好的市场竞争力和高品质的服务，更好地适应未来轨道交通发展的需要，以效率与服务赢得市场。

1 AFC车站管理信息系统体系结构

1.1 AFC架构体系

AFC系统一般采用5层架构体系：清算中心（ACC）、线路中心（LC）、车站（SC）、设备（SCLE）和车票层。车站信息管理系统的应用层为车站层，并和设备层、线路中心进行数据交换。

车站管理信息系统 ，负责把车站内的各种AFC终端设备产生的票务交易数据、设备运行状态和维护日志等上传给线路中央计算机系统，并接收线路中央计算机系统下传的各种运行参数和命令等（见图1）。车站计算机系统具有独立的自动售检票运营监控、票务监控和分类统计等管理功能［2－3］。

1.2 AFC车站管理信息系统框架模型

AFC车站信息管理系统为3层结构模型，分别为表示层、业务逻辑层和数据传输层，并和车站终端设备、线路中央计算机系统以及其他车站的信息管理系统进行数据传输。

其主要功能有：①票务管理——与票务有关的业务处理和管理（如票卡类别、交易信息、黑名单、计价方案等）；②库存管理——与仓储物资管理有关的业务处理和管理（如原始票卡或钱箱库存、设备库存等）；③运营管理——与系统配置和监控有关的业务处理和管理（如系统设备注册、参数配置、运营实时监控等）；④系统维护——与系统整体配置、维护有关的处理和管理（如用户管理、参数配置和数据维护等）；⑤通信服务——系统运营中数据交换处理。

图1 AFC系统数据传输示意图

AFC车站信息管理系统构架见图2。

图2 AFC车站信息管理系统构架

1.3 关键技术

1.3.1 CORBA技术

公共对象请求代理体系（CORBA）是对象管理组织（OMG）制定的面向分布式对象应用程序的体系规范，也是为解决分布式异构环境的异构性、互操作性、可移植性和可重用性而提出的接口标准和规范［5－6］。CORBA标准主要分为三部分：接口定义语言（IDL）、对象请求代理（ORB）以及ORB间的通信协议（IIOP）。CORBA体系结构如图3所示。

常用的实时数据传输方式包括实时CORBA、Socket接口等。实时CORBA具有开发方便、易扩充、支持多平台、易集成、可实现复杂的交互式操作等优点，对实时系统的开发和应用提供了有力的支持。由于轨道交通实时数据传输量小、传输频率高、实时性要求高，所以采用了实时CORBA技术。

采用CORBA技术来控制车站计算机与各售检票系统之间的通信，屏蔽了各售检票系统的分布性和系统的异构性，使各个系统拥有自主权的同时又能与车站计算机进行透明通信。同时，由于CORBA提供了客户机端或服务器端的对象通信框架，开发人员只需专注于系统业务对象的开发，就能实现方便、透明地调用分布系统中的各种对象服务，开发人员也可以很方便地分工协作［6］。使用中间件技术来开发AFC车站信息管理系统，使其既实现了跨软、硬件平台的功能，又具有了可靠性高、安全性高、处理能力强、易扩展的性能。

图3 CORBA体系结构

1.3.2 数据库设计

数据库是支撑软件正常运行的重要基础，以数据库为基础的信息系统通常称为数据库应用系统，一般具有信息的采集、组织、加工、抽取和传播等功能。数据库应用系统的开发按内容可分为两部分：系统核心数据库结构的设计与实现，相应的应用软件及其他软件（如通信软件）的设计与实现。

由于分布式数据库具有结构灵活、可靠性高、可用性好，以及局部应用的响应快、易扩展等优点，结合地铁运营的分散性，AFC车站信息管理系统的数据库采用分布式设计。每个车站设置站点数据库服务器，对站点产生的信息管理数据进行存储和管理，车站内涉及本站点信息管理的操作只对其本地的数据库进行访问；在中心设置中心数据库服务器（为保障数据的安全性，建议采用双机热备份），对信息管理系统公用的数据进行管理，并定时接受各站点上传的管理数据，进行全局管理，以减轻各站点服务器和数据库的压力，增加系统的稳定性和响应速度。

2 AFC车站管理信息系统的实现

2.1 系统功能模块设计

AFC车站管理信息系统具有票务管理、钱票箱库存管理、运营管理、结算管理、系统维护等功能，运行中可达到及时进行召援，及时进行设备维护，提高售票机使用率，准确统计客流信息，减轻工作人员劳动强度等目的。

图4 AFC车站信息管理系统模块

AFC车站管理信息系统的主要功能如下：

（1）票钱箱管理。实现票箱、钱箱的实时查询、追踪和控制。

（2）乘客事务管理。完成乘客事务的电子录入，从而抛弃传统的手工报表，智能化的系统在减少出错率的同时更便于数据统计，便于工作人员正确、快速地处理乘客事务。

（3）员工管理。进行员工的信息、部门信息、职务信息的录入、修改和查询，进行有关员工操作信息的汇总，并且可绘制出绩效曲线。

（4）设备管理。进行设备基本信息的录入、修改和查询；进行设备标准状态和当前状态的查询，通过与AFC监测数据的配对获得设备当前状态，并且在出现异常时自动调出报警对话框及警报声；应答报警对话框之后将自动转至维修管理模块。在派遣维修员之后便可提交至数据库未处理的单据中，维修人员可根据系统提示查看此类单据，在第一时间前往故障地进行设备维修，最终完成维修单，并将其列为已处理。

（5）数据管理。进行票箱、钱箱数据系统默认报表的查看、打印；根据查询条件进行乘客事务统计报表、乘客事务类型统计表、乘客事务处理方法统计表的查看、打印；员工基本信息、部门信息、职务信息和员工绩效信息的查询和打印；设备基本信息、设备标准状态信息、设备报警记录表、设备维修记录表的查询和打印。

（6）系统管理。可供系统管理员进行用户的增加、修改和删除，角色的增加、修改和删除，权限的增加、修改和删除，数据的备份、系统的清理，以及系统日志的查看。采用由系统管理员分配用户账号及密码的方式，增加了系统的安全性。

2.2 系统实现

2.2.1 CORBA通信

SC和AFC设备间的接口主要用于：①收集正常票务处理和机器运行产生的数据（AFC数据采集）；②为AFC设备提供售票机运行所需的数据（下发EOD，黑名单以及模式文件）；③发送新的单程票MAC密钥到售票机；④发送控制命令到AFC设备，接受来自AFC设备的事件和状态；⑤为AFC设备提供一致的时间（事件同步）。

总共需要实现5个CORBA接口：EqRoot，EqController， RegManager， RegAgent 和EventHandler。设备需要实现前2个接口，SC需要实现后3个接口。RegManager，RegAgent的接口IDL描述如下：

interface RegAgent

｛void register（in SCRoot root，in long lRegData，out long lRegResult）raises（GeneralException）；

｝；∥！Control status of a station ＆send message.interface RegManager

｛∥！create new RegAgent interface to startcommunication with SC

RegAgent

createInterface（）raises（GeneralException）；

∥！Delete the reference of the RegAgent interface used by the SC after registration

void deleteInterface（in RegAgent regAgentRef）raises（GeneralException）；

｝；

设备成功注册到SC后，需要与SC同步，包括在SC人机界面更新设备状态；设备EOD版本同步，黑名单版本同步；设备运行模式同步。

2.2.2 数据库设计

实体联系（E－R）模型比较接近人的思维方式，使用简单的图形符号即可表达对问题域的理解。AFC车站信息管理系统的数据实体设计通过数据流图（见图5）和E－R图概括描述（见图6）。通过软件开发最终完成AFC车站信息管理系统的设计。

图6 系统数据库设计总体E－R图

3 结语

下的重要环节，可以为地铁运营工作人员提供一个信息共享、实时控制的平台，提高工作效率，优化

在AFC系统中，车站信息管理系统作为承上启管理方式。通过对AFC系统的数据采集，对票卡信息和客流的统计，对车站通信系统和售检票设备进行统一的管理，对员工管理的信息化，使得车站售检票设备的配置更合理，尽可能地减少设备闲置或停止服务的情况；使得员工管理和考核标准化，维修过程更加制度化、规范化。同时，采用CORBA技术，使得系统具备良好的可移植性，可适应不同厂商的各种售检票设备。本文所介绍的AFC车站管理信息系统的设计符合轨道交通自动化技术系统化、集成化的发展方向。

［1］赵时旻，董德存.轨道交通自动售检票系统［M］.上海：同济大学出版社，2007.

［2］王健，高朝晖，张宁，等.南京轨道交通线网AFC系统的数据传输［J］.都市快轨交通，2008，21（5）：85.

［3］Gao Zhaohui，Zhang Ning，He Tiejun.Study on the electronic payment system under region networking expressway［C］∥Proceedings of 14th World Congress on Intelligent Transport Systems.Beijing：Resarch Institute of Highway，2007.

［4］美国对象管理组织（OMG）编著.CORBA系统结构、原理与规范［M］.韦乐平，薛君敖，孟洛明，编译.北京：电子工业出版社，2000.

［5］朱其亮，郑斌 编著.CORBA原理及应用［M］.北京：北京邮电大学出版社，2001.

［6］范玉光.基于CORBA的数据交换技术的研究与实现［D］.南京：南京理工大学，2006.

［7］王国光.自动售检票系统及关键技术研究［D］.北京：铁道科学研究院，2005.