基于云的轨道交通自动售检票系统浅谈

陈锦宇

摘要：随着城市轨道交通路网建设的快速发展，面对日益扩大的建设规模和运营路网，如何更加合理、高效、快速、经济地建设、运营和维护这些系统，如何为乘客营造一个便捷、智能、绿色的出行环境，已经成为一个迫切需要解决的问题。

关键词：轨道交通;云计算;自动售检票

1引言

AFC系统是基于计算机技术、网络技术、自动控制技术等技术实现购票、检票、计费、收费、统计、财务结算等功能的自动化系统。AFC系统是一个城市轨道交通科技水平和管理水平的集中体现，能够实现票务管理、运营管理、财务管理、清结算管理、安全管理等功能，因此，AFC系统的安全、高效运作是城市轨道交通顺畅、合理、高效运营的核心，是实现轨道交通社会效益和经济效益的必要保证。

2技术背景

2.1既有架构

目前轨道交通线路票务系统主要由清分中心系统、线路计算机系统、车站计算机系统、车站终端设备（自动售票机、票房售票机、自动检票机、自动查询机等）、车票、维修系统、培训系统、模拟测试系统、传输系统和其他辅助配套设备及相关接口等组成，架构图如图1所示。

5层架构体系针对轨道交通的每一个管理层面均有相对应的系统且相对独立。比如路网票务管理机构票务中心对应的是清分系统，线路运营公司对应的是线路中央计算机系统，车站则对应的是车站计算机系统。这些系统在整个自动售检票系统中逐级管理、各司其职。

在自动售检票系统建设初期，由于以太网技术尚不成熟，必须依靠其他通讯协议逐层转发。因此，采用了上述的5层架构体系进行逐级管理。但随着轨道交通的发展及路网规模和业务的不断扩大，5层架构体系的缺点愈发明显：

1）过度的数据冗余。目前的交易数据在车站终端设备、车站计算机、线路中央计算机和清分系统逐级存储互为备份，但是真正使用数据的是在清分系统。而随着设备性能和网络性能的不断提高，各级设备存储的数据量存在过度备份的情况，浪费了大量的系统资源。

2）系统资源利用率低。由于各线路、车站的客流状况不同，不同的车站计算机和线路中央计算机数据处理能力的需求相差很大。而目前的车站计算机和中央计算机都是按照最高的客流进行配置的，势必造成在计算和存储上的资源浪费。

3）自动售检票系统越来越臃肿。随着路网规模的不断扩大，自动售检票系统的规模也在不断扩大。按照目前地铁网路规划，二线以上城市普遍规划了10条线路以上，则至少会产生1个ACC、10个LCC以及200多个SC。规模越来越大，带来的是管理和维护的难度不断增大。

4）系统维护难度和成本越来越高。按照以上数量推算，LCC部署在全网10个控制中心，而SC分布在全路网的200多个车站。要对这些设备进行管理和维护，所消耗的人力、管理和运营等成本越来越高。

2.2云化理论基础

计算作为一种新兴的网络服务方式，是在整合原有的大规模计算机集群并行计算、分布式处理、网格计算、虚拟化计算、效用计算等IT技术的基础上提出的一个全新的信息技术概念。

按云提供服务的方式可以把云划分为公有云、私有云和混和云三种类型。在以上构架中需要特别关注的是私有云。私有云是由企业独立构建和使用的云计算系统，特别适合拥有良好的企业网络环境和拥有大量闲置计算、存储资源的企业。这些企业只需进行少量投资，将自己的信息系统升级，就可以拥有云计算带来的便利。

3系统架构

LCC的业务功能需要进行整合和优化。其内容包括：线路中央系统的主要业务功能与清分系统合并，终端设备状态监控与运营模式管理等功能在车站计算机系统上进一步加强。分析如下：

1）清分系统部分功能与线路中央系统基本重复，LC很大程度是对ACC的参数下发和SC的交易数据上传。以参数管理为例，目前自动售检票系统主要的運营参数均由清分系统生成，包括票价表、黑名单等，仅有少量的运营参数系由线路中央计算机完成，故这部分内容完全可以合并到清分系统中去，由SC与ACC直接对接。

2）线路中央系统部分功能由于管理构架的调整，已由其他系统完成。以运营状态调整为例，紧急运营模式、列车故障模式等应急情况下的系统运营状态控制，原先是由线路中央系统发出控制指令实施的。当前根据路网运营需要，为了提高响应效率，多为行车调度员直接向车站发出人工指令，由车站直接改变本站运营模式，线路中央系统已不再承担相应职责。

故系统架构可以调整如下：

1）去除中央级计算机系统，将其功能职责纳入清分系统，提高清分系统前置模块的接入能力，使清分系统能直接向车站计算机系统采集、下发数据。

若该城市清分系统已经建成，且未预留相关接口，则可搭建简易LC作为ACC的前置处理部分，具体功能可参考第2）点;

2）完善清分系统对自动售检票系统运行进行管理的能力，增加设备监控、设备控制、客流突发监控、系统运营模式管理、系统参数管理，完善路网、单线、单站交易查询、现金核算、收益核算、收益统计、清算对帐等运营业务数据统计分析功能、补充设备运营状态统计和故障统计等报表等功能（该部分可作为简易LC部分）。

3）取消车站计算机系统，保留UPS、防火墙与防入侵服务器、光电转换器、车站级交换机、现场交换机、紧急按钮、终端设备、工作站（云、按需分配其工作属性）、辅助设备。搭建现场局域网，交易数据从终端设备，到现场交换机，到车站级交换机接入通信传输网，由清分系统或云平台接管。由其对终端级设备进行运营状态统计和故障统计等管理功能。

4未来发展展望

随着通信技术及计算技术的发展，云计算能够大幅提供资源共享，采用虚拟化技术，并具备负载平衡的能力，使资源得到充分地利用。在系统发生故障时，可以将发生故障的系统平滑地转移到备用系统中，保障系统运行的可靠性，减少对业务系统的影响，提高系统的安全性和可靠性。

同时，云平台的搭建促进了各系统、各线路、各厂商之间的数据共享，有利于业主获取更多的数据信息。因此，提高信息利用率、增强系统的决策分析能力是自动售检票系统的发展方向之一，应强化系统的整理分析原始数据和信息的能力，把票务系统与线网的信息管理系统相结合，找出票务收益规律，为城市公共交通服务和管理提供及时、准确的决策分析意见，促进交通市场的营销推广。

参考文献

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[2]高翔.基于自动售检票系统的轨道交通实时客流系统研究[D].上海：华东理工大学，2017.

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