城市轨道交通AFC系统参数管理

潘　攀　张　宁　王　健

(1. 东南大学教育部ITS工程研究中心　南京　210096；2. 南京地下铁道有限责任公司　南京　210024)



城市轨道交通AFC系统参数管理

潘攀1张宁1王健2

(1. 东南大学教育部ITS工程研究中心南京210096；2. 南京地下铁道有限责任公司南京210024)

在当今网络化建设和运营的时代，城市轨道交通有时会调整运营规则和票务政策，以满足不同的网络化运营业务需求。利用参数来对自动售检票(AFC)系统的有关功能进行统一管理，能有效避免由于运营策略调整而引起的程序变动，快速灵活地实现业务需求。介绍AFC系统中参数的定义及类别，分析参数管理的处理流程，讨论参数管理在票务规则变更情况下的应用。关键词城市轨道交通；自动售检票系统；参数化管理；运营管理

1　研究背景

近年来，国内许多城市的轨道交通开始进入网络化运营阶段。与轨道交通单线运营模式不同，为乘客提供统一服务界面和无障碍换乘，并保证线路间互联互通，是网络化运营的基本要求[1]；同时，网络化城市轨道交通的运营涉及不同运营商及多条线路，对清分结算提出了更高的要求，所涉及的运营模式、管理方法和票务规则更加多样化。

参数指在系统中保持相对稳定并对变量、流程起控制和引导作用的量。参数管理，指系统设置能够实现运营管理控制的相关参数，下发到下属系统或设备，从而实现系统整体业务规则的调整。由于参数的设定和修改灵活，易实现管理控制策略的变更，因此在现代管理系统中参数化管理应用广泛。

在城市轨道交通的运营中，当发生业务调整、票务政策改变等情况时，自动售检票(automatic fare collection,AFC)系统只需通过调整配置参数即可实现对其系统业务规则的重新设置，以便于对AFC系统的有关功能进行统一管理。因此，系统参数是AFC系统的重要内容，是地铁在运营时能方便、灵活地制定业务规则和票务规则的有力保证，是实现轨道交通参数化管理的重要手段。

2　参数定义及类别

AFC系统是广泛应用参数进行管理和控制的系统，各类参数有着不同的作用范围。AFC系统参数可以由清分中心和线路中心设置，分别称为清分中心(ACC)级参数和线路中心(LC)级参数。

2.1ACC级参数

ACC(AFC clearing center)是城市轨道交通线网AFC 系统各线路各类数据汇总、处理的中心，可完成AFC系统各种运营参数的统一协调管理。ACC级参数又称线网全局性参数，是指针对AFC系统网络运营需求、由ACC设置的系统管理和控制的参数。在网络化运营情况下，根据典型的AFC三级管理模式[2]，即“清分中心(ACC)、线路中心(LC)和车站(SC)”三级管理的模式，ACC级参数分为系统控制参数、线路控制参数和设备控制参数，相应参数的应用范围分别是ACC、线路和车站设备，该类参数对保证车站内无障碍换乘和线路间互联互通具有重要的支持和保障作用。

2.1.1系统控制参数

系统控制参数是指为应对AFC系统运营需求，ACC针对整个AFC线网设置的参数。该类参数包括服务商、网络拓扑、日历时间、费率、介质票卡、车票、积分方案、黑名单等参数。

服务商参数主要提供与AFC系统相关的各个运营服务商身份和角色信息，各服务商具有各自在全局线网内唯一的代码。网络拓扑参数是线网运营系统中对线网拓扑信息的定义，包括线路、车站和区域的信息。日历时间参数包含对轨道交通线网运营系统中日历和时间信息的定义，包括本地时间、特殊日期、时间段、旅程时间和运营时间等。费率参数定义了某个费率组在某个费率等级所对应的费率，提供了车费计算方法。介质票卡参数是对介质类型、介质技术和介质封面类型的定义，其中介质类型表示采用何种技术生产的卡，如Desfire、Mifare 1 、CPU卡等。车票参数包含车票处理、车票类型及车票产品发售属性等参数，其中车票类型记录了该车票的票种、是否是优惠票、是否是纪念票等信息。积分方案参数负责制订执行积分计划的具体属性，包含积分方法、积分兑换门限、折扣率、积分计划周期等信息。黑名单参数定义了单程票和市民一卡通中限制使用的票卡卡号清单。

2.1.2线路控制参数

线路控制参数是指为应对AFC系统运营需求，ACC针对线路设置的参数。线路中心负责接收ACC参数并将其下发到该线路，并进行参数版本同步。该类参数包括车站级别、线路数据上传时间列表、ACC数据下载时间列表等。

车站级别参数是进行库存管理的依据，包括对车站级别及库存级别的属性定义。线路数据上传时间列表参数定义LC上传至ACC的各类数据时间属性，包括实时客流、票卡库存、线路等数据的生成时间间隔和上传时间间隔。ACC数据下载时间列表参数定义线路中心下载由ACC下发的各类数据时间属性，包括可供线路下载的开始时间、下载次数和下载时间间隔等。

2.1.3设备控制参数

设备控制参数是ACC对车站设备运营控制的数据定义，包括AGM(闸机)、BOM(半自动售票机)、TVM(自动售票机)、AVM(自动加值机)等的参数。通过这些参数，ACC对全线网内的设备进行统一设置，保证了轨道交通系统为乘客提供统一的服务界面。

各类ACC级参数相互组合、共同应用，不仅保证了ACC能够及时地逐级下发控制命令，也保证了设备中记录的各类数据能够经由LC定期地上传至ACC，供清分中心进行清分结算和运营管理。

2.2LC级参数

目前的城市轨道交通网络一般以线路为单位进行建设，不同的线路可能由不同的实体来进行运营管理，因此不同线路之间的管理风格允许存在一定的差异性。线路中心可以根据不同线路的特点，对参数类型进行增补，如设备控制参数、线路系统参数等。

与ACC级参数中的设备控制参数不同，这里定义的设备参数主要是对设备的运营状态、运营表现等进行相关设置，如闸机关闸时间间隔、BOM售票时乘客显示屏显示时间、TVM广告等，都具有线路特色。线路系统参数主要是对单条线路的系统及操作员权限进行相关设置，如单程票票箱容量、时间同步校准、操作员数量及列表、操作员密码输入时间及重试次数限制等。

3　参数管理业务分析

参数管理的处理流程包括参数的设计、下载和维护，具体流程见图1。

图1　参数管理的处理流程

3.1参数设计

通过设置系统参数，AFC系统能方便、灵活地制定各种业务规则和票务规则，以满足未来的需要。因此，在AFC系统中，设计系统参数时应确保参数结构的完整性和可拓展性。

在设计AFC系统参数之前，设计人员不仅要考虑当前系统的需求，还需兼容以往的系统，确保参数结构的设计尽可能完善。另外，AFC系统功能应充分考虑系统将来可能的扩展，要求设有保留编码，保证参数结构的可拓展性。届时，AFC系统的扩展只需修改参数，无需修改AFC设备及系统软件，即只要通过参数的配置，就能在不改动源程序的情况下实现系统的扩展。

以ACC级参数下的车票参数为例，列举该类参数在设计时应考虑的因素，如表1所示。

表2列举了一般情况下AFC系统参数设计的内容，并以部分车票参数的设置进行举例说明。其中:“参数级别”用于说明该类参数所属的级别，有ACC级参数和LC级参数；“序号”是对系统中所有的参数类型进行排序；“参数项”和“参数子项”是对具体参数的设置内容进行解释，可参照表1；“字段名”表示该参数子项在编程文件中的名称；“取值说明”是对参数子项的取值类型做了限制，如字符型、整型等。

表1　车票参数设计内容

表2　AFC系统参数设计示例

3.2参数下载

在整个线网内，参数的下载都是通过参数控制文件进行的。其中，一卡通参数通过清分中心转发，AFC系统将参数下载到各设备，实现参数在系统内的下载与更新。根据不同的下载方式，主要分为自动下载和离线下载两种。自动下载是指线路、车站、设备系统在运营开始、设备上电、设备重启、系统设置时间间隔、上级命令下级下载参数、线路中心与ACC或车站设备与线路中心之间恢复通信时，自动检查参数版本信息；若发现与本地上次下载的ACC参数总版本不一致，则可自动更新参数，即获取新的参数数据。若系统参数不能成功下载到指定设备，则应在通信恢复后重新下载；如果尝试多次不成功，应向操作人员报警，并给出未成功下载的参数清单[3]。在网络故障的情况下，可以根据系统给出的未成功下载的参数清单，采用离线下载的方式，由外部文本导入各设备，系统可以有选择地将单个、一组或全部参数下载到一台、一类或所有设备上。

由于AFC系统参数设置复杂，多个参数之间还有关联关系，通常ACC或LC采用统一的参数下发控制界面，进行统一的验证和下发。所有的系统参数都有版本信息，在下发参数数据时，要同时下发参数的版本信息；同时检查参数版本号，只允许下载版本号大于当前版本号的参数，不允许下载低版本的参数。表3列举了一般情况下参数下发控制文件的设计内容。

表3　参数下发控制文件设计

在参数下载完成后，系统提供本次参数下载的处理报告，包括下载的参数版本、已成功下载设备、下载失败的设备等内容。所有自动下发的参数和所有下发到设备的参数都要进行版本核对，以保证系统参数在ACC和线路计算机之间、线路计算机和车站设备之间都是一致的。

3.3参数维护

参数维护指对系统参数表的更改进行审批管理等操作。当AFC系统有新的业务需求时，可以利用参数管理迅速地完成新业务的实施，但必须遵从一定的规则。先由相关部门提出修改申请，ACC级参数由ACC授权人员进行维护，LC级参数由线路维护人员进行维护。授权操作人员设置草稿参数，并提交主管人员审核。在参数下发前，相关人员必须对新版参数进行充分的测试，以检验新版参数系统是否运行正常、设备是否运行正常。另外，授权操作人员可以查看、查询和打印参数。在任何情况下，系统应能自动生成参数修改记录。

4　参数应用

参数管理一旦被启用，就可以结合不同业务规则的帮助，快速设定系统各层和设备的状态，以适应系统运营模式或是票务规则的改变。研究表明，灵活的票务策略有助于提高城市轨道交通的运营效益[4]。票务策略中的收费基准决定城市轨道交通运营企业的票务收入，而收费方法可能影响收费公平性、乘客便捷性、运营管理部门实施简单性以及客流量变化等[5]，进一步影响到运营收益。

4.1收费基准

在城市轨道交通运营的不同阶段，通常采取不同的收费基准。收费基准不仅体现了社会效益、运营企业利益，还可对客流需求量进行调节。在城市轨道交通运营初期，采取较低的收费基准以吸引客流；当城市轨道交通客流量的发展超过系统设计容量时，为了抑制客流增加，可以适当调高收费基准，并在一定程度上保证轨道交通的服务水平。

在AFC的参数管理中，日历时间参数中的特殊日期列表、时间段列表和旅程时间表作为基本费率计算的依据之一，影响AFC系统对乘客票价的收取。费率参数包含基本费率定义列表、车费类型定义列表和费率等级矩阵定义列表子项，可以对其修改以达到灵活修改收费基准的目的。

4.2收费方法

收费方法可分为均一收费和浮动收费两大类，常见的浮动收费方式有按里程(或区间)收费、按时段收费、按时间收费、换乘优惠、社会特殊人群优惠等[6]。AFC系统可以在收费基准的基础上将几种收费方式相互结合，或采取设置积分、记名、折扣等参数而生成各类衍生收费方式，具有充分的灵活性。

在AFC的参数管理中，通过修改费率表参数，可以重新定义有关票价相关参数，可以设定不同日期、不同时段，实行不同的票价制度。通过修改车票参数，可以标记某种车票的类型，判断它是否有优惠、是否是纪念票以及是否是记名储值票。通过修改积分方案参数，可以设定只有储值票(记名和不记名)消费时才能参加积分活动，达到一定的积分才可享受一定的优惠或者折扣。

5　结语

在城市轨道交通AFC系统中，参数表的设置与使用可以有效地避免由AFC系统调整运营规则或票务政策而引起的程序变动。AFC系统参数可以由清分中心和线路中心设置，分别称为ACC级参数和LC级参数；ACC或LC采用参数下发的方式，实现对底层设备的灵活管理与控制。参数管理的处理流程包括参数设计、下载与维护，通过参数管理可有效保证AFC系统的灵活配置，提高系统运营效率。

[1] 王健,张宁,黄亮,等.南京地铁AFC系统网络化建设思路和再思考[J].都市快轨交通,2011,24(1):69-72.

[2] 高朝晖,夏德传,张宁,等.轨道交通网络化AFC系统票务管理分析[J].现代城市轨道交通, 2008(3):14-17.

[3] 周杨.高速公路收费系统MTC车道软件设计与实现[D].西安:西安电子科技大学,2013.

[4] 周明保,张宁,杨利强,等.城市轨道交通线网的收费策略[J].城市轨道交通研究,2008,11(11):1-6.

[5] 黄卫,张宁,陈晖,等.基于收入成本比的城市轨道交通运营理念[J].城市轨道交通研究,2009,12(2):6-10.

[6] 邵巍跃,张宁,施毅,等.城市轨道交通票种设置及适应性分析[J].都市快轨交通,2010,23(5):43-47.

(编辑：郭 洁)

Parameters Management in Automatic Fare Collection System for Urban Rail Transit

Pan Pan1Zhang Ning1Wang Jian2

(1. ITS Research Center of MOE, Southeast University, Nanjing 210096；2. Nanjing Metro Co., Ltd., Nanjing 210024)

In an era of rapid development of urban rail transit (URT) network construction and operation, the operation department of URT sometimes adjusts operating rules or fare policy in order to satisfy different business situations. Parameters management in Automatic Fare Collection (AFC) system helps AFC system to act quickly and flexibly and fit into the adjustment of the operation strategy. The definition of parameters management is explained first. Then parameters are classified into different types based on their application ranges. The processing flow of parameters management includes parameters' design, download and maintenance. In the end, a practical case of how parameters management is applied in AFC operation under the situation when the fare policy is changed is illustrated.

urban rail transit; AFC system; parametric management; operation management

10.3969/j.issn.1672-6073.2015.01.004

2014-03-16

2014-05-22

潘攀，女，硕士研究生，从事轨道交通运营与管理的研究，seupanpan@gmail.com

南京地铁专项科研项目(8550140042)

1672-6073(2015)01-0012-04

U29-39;U293.22

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