计算机技术在地铁自动收费系统中的应用分析

尚华 马岩飞



计算机技术在地铁自动收费系统中的应用分析

尚华 马岩飞

齐齐哈尔工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161005

自我国改革开放以来，经济得到了快速发展，但城市交通问题也随之而来。交通已成为制约了城市发展进程重要因素之一。地铁以其安全、及时、舒适、便捷等特点符合了现代城市的发展，受到各大城市的追捧。目前，我国大力倡导建设地铁交通系统，有效地缓解了城市交通拥挤的现状。地铁自动收费系统是在网络技术逐步成熟的基础上产生的，已成为地铁系统中重要的组成部分。以上海地铁二号线为例，深入分析了网络技术在地铁自动收费系统中的应用，阐述了自动收费系统的网络管理和安全保障，总结了上海地铁自动收费系统的网络设计特点。

计算机技术；地铁自动收费系统；中央计算机系统

随着我国城市化进程的不断推进，城市人口越来越拥挤，城市交通已成为城市发展的重大隐患，甚至直接危及到人民群众的生命安全。地铁自动收费系统是在网络技术高度发达的背景下产生的，大大降低了地铁售票的压力，方便了人们的进出站。

1 上海地铁自动收费系统网络概述

上海地铁二号线是链接城区东西的主要交通干线，全线总共设了18座车站，基地一处，控制中心一处。作为地铁运营的关键环节，自动收费系统是由当今世界最权威的建设公司采用最先进的技术完成的。整个地铁自动收费系统涉及到了网络技术、机电一体化、自动控制等多个专业技术。上海地铁自动收费系统采用的是计算机网络连接中央计算机系统和车站计算机系统，将自动收费的各个环节，包括自动售检票机、人工售票机、计算机等通过网络技术进行连接。

2 上海地铁自动收费系统的网络结构

上海地铁自动收费系统的计算机网络结构分为两个部分：中央计算机系统和车站计算机系统。在网络结构上普遍采用的是以太网形式。中央计算机网络采用的是100 mb/s的交换式以太网，也是整个地铁自动收费系统的核心网络；车站计算机网络同样采用的是100 mb/s的交换式以太网，构成了链接车站自动收费设备、各硬件设备的局域网[1]。

2.1 中央计算机系统的网络结构

中央计算机网络包括地铁自动收费系统服务器、工作站和外设设备。服务器包括数据服务器、中间件服务器、存档服务器和制卡服务器等；工作站包括认证工作站、密钥工作站、网管工作站、系统管理工作站以及开发工作站等；外设设备包括了相应的打印设备等。为了实现非接触性IC卡与地铁自动收费系统的完美对接，在建设地铁自动收费系统时也设计了一卡通的中心网络系统。

城市交通一卡通和地铁自动收费系统数据中心均采用以太网连接，这样就保证了地铁自动收费系统中核心数据库的可靠性以及数据的接收与输出能力，满足了数据需求量大的要求。中央计算机系统的局域网以100 M自动调节的以太网方式进行连接，保证了网络的高性能和安全性。

中央计算机网络的功能主要表现在对地铁收费系统数据的管理、各种设备运行管理、各种参数的管理、企业收益情况管理、票据的管理、各种数据的审核和权限的管理、计算机网络的管理、报表管理、安全管理、系统维护以及密钥管理，等等。

2.2 车站计算机系统的网络结构

车站计算机系统是地铁自动收费系统的主要组成部分。车站计算机系统直接控制车站终端设备的各个基本管理环节。车站计算机系统网络采用的是10～100 M自适应以太网方式的局域网，涉及车站内所有的服务器、工作站、自动收费系统以及人工售票机等。随着网络技术的快速发展，车站计算机系统网络也采用了Cisco系列以太网交换机。在整个地铁自动收费系统中，车站计算机系统起到了对车站系统运营、票据核查、收益以及设备维修等事务的管理和反馈作用。一方面，车站计算机系统接收中央计算机系统所传达的命令以及各种参数，并及时、准确地执行，反馈地铁系统的运用状况，搜集各种参数；另一方面，车站计算机系统从每个车站终端设备中采集数据进行控制，同时下发所需的各种指令和参数。

车站计算机系统网络的功能主要有：收集车站每个设备的交易信息、审计数据、财务信息、设备状态数据、维修数据等；将收集到的各种信息以及由中央计算机系统下载的运营信息和各种设置参数，下载到每一个车站设备中，综合各种信息，设置车站运作参数。传达包括两个方面：一是向上传达，将收集到的各种信息和参数传达给中央计算机系统；二是向下传达，将从中央计算机系统接收到的各种指令和参数传达至每一个车站设备，下达运作命令以及运作模式，保证车站计算机系统与中央计算机系统之间的通信畅通。在时钟的设置上，确保中央计算机系统与车站计算机系统时钟的统一，确保各项运作的同步性。车站计算机系统的审查功能主要是对地铁自动收费系统的初步审查，以确保各项信息以及参数的准确性。

3 上海地铁自动收费系统的网络安全措施

由于上海地铁自动收费系统与其他系统的网络交换量比较大，所以在建设网络时配置了一台高性能的天网工作组，提升了防火墙的级别，更好地保护了地铁自动收费系统的安全系数。上海地铁系统网络包括三个独立部分：自动收费系统网络、时钟服务网络和一卡通网络。当自动收费系统需要其他两个网络访问时，天网防火墙系统就会形成地址映射，从而保护自动收费系统内部的各类信息。

4 上海地铁自动收费系统网络设计的特点

（1）重复性。中央计算机系统，使用的是双交换机方式提供的以太网通道。一卡通数据服务器和地铁自动收费服务器都采用双机热备份方式分别接入两路以太网。核心路由器使用双交换机连接，体现了网络设计的重复性，提高了网络的可靠性。（2）稳定性高。在建设地铁收费系统时，上海地铁采用了国际领先的网络设备和建设团队，确保了网络的稳定性。（3）可扩展性。在建设地铁自动收费网络时，采用具有良好扩展性和可升级性的网络作为系统核心，满足了因发展而不断产生的新需求。中央计算机系统的各个部分都可以直接升级，所有设备的配置都留足了空间，确保了网络的可扩展性。（4）可管理性。在构建网络时充分利用了多个网络管理工具，可以随时随地地对网络进行检测、管理、修复等，具有较强的可管理性。（5）高安全性。地铁自动收费系统涉及大量的个人信息，因此，安全性成为最重要的问题之一。在建设地铁自动收费系统网络时采用了硬件防火墙系统、杀毒系统，充分保证了安全性。

5 结语

网络技术在地铁自动收费系统中的运作反映了整个地铁系统的信息化水平，整个地铁系统的正常运作与网络技术有着密不可分的联系。地铁适应了城市的发展，有效地缓解了城市的交通压力。地铁自动收费系统是在网络技术高度发达的背景下产生的，大大降低了地铁售票的压力，方便了人们的进出站。地铁网络技术的应用符合了地铁自动收费系统的可靠性、实用性和安全性的需求，推动了地铁事业的快速发展，也为我国的地铁作出了巨大的贡献。

[1]王伟铭，李蓉.收费费率折扣优化方法[J].华南理工大学学报（自然科学版），2005，33（4）：63-68.

Application of Computer Technology in Subway Automatic Charge System

Shang Hua Ma Yanfei

Qiqihar Engineering Institute, Heilongjiang Qiqihar 161005

Since the reform and opening up, China has made rapid development of national economy, but the urban traffic problem has also become one of the important factors restricting the process of urban development.Subway with its safe, timely, comfortable, convenient and so on in line with the development of modern cities, sought after by the major cities.At present, China vigorously promote the construction of subway transport system, effectively alleviate the status of urban traffic congestion.Subway automatic toll system is based on the gradual maturity of network technology generated, has become an important part of the subway system.This paper takes the Shanghai Metro Line 2 as an example, analyzes the application of network technology in the subway automatic toll collection system, expatiates the network management and security guarantee of the automatic toll collection system, and finally summarizes the network design characteristics of the Shanghai subway automatic toll collection system.

computer technology; subway automatic toll collection system; central computer system

TP391.4

A

尚华（1984—），女，本科学历，讲师，主要研究方向为计算机技术。