地铁票务清分中心分步改造技术方案研究

摘 要：地铁线网清分中心进行云平台技术升级改造，对城市轨道交通系统降低硬件成本、提升运行效率和服务质量至关重要。本技术研究以宁波轨道交通多线路清分中心为例，研究了清分中心升级分步改造技术方案。该技术方案可以有效控制项目风险，确保在不影响现有服务的情况下完成系统升级，平稳地过渡到云平台架构，最大化地发挥新技术的优势，持续提升运营效率、生产效率与服务质量。

关键词：地铁清分中心；云平台升级；分步改造

地铁线网自动售检票系统（AFC）清分中心[1]实施云平台技术升级改造[2]，通过将传统数据中心迁移至云端，可以实现数据处理能力的大幅提升、资源的灵活调配以及系统的快速扩展，有效应对高峰时段的客流压力。云平台能够支持更高效的数据交换和分析，有助于优化票务管理、提高乘客出行体验，并为决策者提供基于大数据的分析报告。此外，云平台改造还能降低硬件维护成本，增强系统的稳定性和安全性，确保支付结算等关键业务的连续性[3]。本技术方案以宁波轨道交通自动售检票系统为例介绍分步改造方案。

一、当前架构和未来规划

（一）既有线AFC架构

宁波轨道交通1号线～4号线，4条线路自动售检票系统均按轨道交通清分中心、线路中央计算机、车站计算机、车站终端设备、车票五层架构[4]进行

设计。

第五层：轨道交通清分中心（ACC）；

第四层：线路中央计算机系统（LC）；

第三层：车站计算机系统（SC）；

第二层：车站终端设备（SLE）；

第一层：车票（TICKET）。

宁波轨道交通5号线工程建设时，采用多线路中央级系统（MLC）建设方案，MLC不仅满足宁波市轨道交通线网清分和5号线一期工VPfhmlLu8VgAHVntKcP+MQ==程运营和管理的要求，同时还满足远期工程的接入需求。MLC 系统容量及接口应满足宁波市轨道交通规划10条线及其延长线的接入和清分需要，并预留远期规划的其他线路接入所需的扩展和升级条件。

MLC系统实现与宁波市轨道交通清分中心的接口，满足与宁波市轨道交通相关各线联网运行的要求，实现轨道交通线网内无障碍换乘，所有终端设备均具备处理非接触IC卡车票能力，包括轨道交通专用非接触IC卡车票、宁波一卡通等。

MLC主系统设置于东环南控制中心，MLC异地灾备系统及线网模拟测试中心设置于3号线首南车辆基地内。

（二）第三轮规划AFC架构方案

根据宁波市轨道交通第三轮线网规划《宁波市城市轨道交通近期建设规划（2020年～2025年）》，第三轮线网规划建设6号线一期、7号线、8号线一期及部分延长线等5条线路，并计划在下应南车辆段（7/8号线共用车辆段）附近新建控制中心（满足7、8、市域线K1、市域线K2线接入需求，并预留10条线接入条件）。

第三轮规划各线路AFC系统根据既有系统架构及预留条件，采用四层架构进行设计[5]。

第四层：多线路中央级系统（MLC）；

第三层：车站计算机系统（SC）；

第二层：车站终端设备（SLE）；

第一层：车票（TICKET）。

引入生物特征无感过闸方式和无人化客服中心，线网层同步建设生物识别支付系统和线网智能客服系统。这对全链条的出行服务进行智能整合、提升，打造地铁服务场景的创新以及改革，提升客运服务、资讯服务、票务服务具有重要意义。宁波轨道交通第三轮规划下各线路AFC架构如图1所示。

二、分步升级改造方案

（一）云平台升级方案

宁波市轨道交通控制中心（后文简称一控）于2014年建成投入使用，设置在1号线东环南路站旁，划为路网6条线合用的线路控制中心及线网清分中心。其中1号线、2号线、3号线、4号线、5号线路控制中心及线网清分中心等已投入使用。

第三轮规划新建下应南控制中心（后文简称二控）作为宁波轨道交通主用控制中心，同步建设主用城轨云平台（以下简称云平台），并在一控设置备用城轨云平台作为异地灾备中心，对关键系统（如MLC）、数据进行异地容灾保护。

该云平台由数据接入层、网络层、基础设施层、平台层、应用层等组成：

第一，数据接入层。利用智能传感、边缘计算等技术，实现信息的大范围、深层次的数据汇集和预处理，构建轨道交通智能平台的数据基础。

第二，网络层。利用物联网、工业以太网、OTN、WLAN、LTE、5G、蓝牙等技术，实现高带宽、高可靠性、快速精准、多网融合的信息传输功能。

第三，基础设施层（IaaS）。利用云计算的资源共享、快速弹性部署等特点，为集团6大类业务应用提供硬件资源支撑。

第四，平台层（PaaS）以中台技术为核心。搭建业务中台、技术中台和数据中台，将通用的业务以服务的方式进行沉淀，具有对业务变化和创新发展快速响应的支持能力。

第五，应用层（SaaS）以实际业务需求为驱动。为运营生产、运营管理、企业管理、建设管理、资源管理以及乘客服务六大类业务提供服务能力。

六大类主营业务应用按统一规划、分步实施的方式进行建设。管理、建设、生产可分开建设，并统一云管平台。云管平台可随生产云一同构建，并具备纳管异构云平台的功能。也可采用一次性建设统一的云平台，但因建设时序、设备停产等问题，一次性建设统一云平台实施难度较大。

新建线路的业务应用统一规划入云，原第一控制中心的线网级系统（如MLC等）及相关业务同步迁移入云。宁波AFC系统在云平台改造升级后的线网架构如图2所示。

（二）过渡方案

宁波第三轮线网规划中，下应南控制中心计划于2025年下半年建成并投入使用，宁波8号线一期工程预计2025年上半年开通，开通时间早于MLC升级改造完成时间。

由于线路AFC系统必须依赖清分系统进行票务功能处理，且宁波8号线开通时无法接入升级后的云内MLC，因此需要过渡改造方案保障宁波8号线开通时能够正常使用MLC的票务清分功能。

本技术研究提出一套MLC过渡改造方案，架构如图3所示。

通过敷设下应南控制中心至东环南路控制中心的光纤路由，打通一控和二控之间的通信链路。将该光纤路由的部分光缆用作搭建临时传输通道（未来作为两控制中心之间的云外通信通道），剩余光缆用作云内传输通道，并在路由两侧预留光缆接口。过渡期间，分别在下应南控制中心、东环南路控制中心设置临时AFC线网通信汇聚交换机，8号线AFC线路汇聚后接入二控的AFC线网通信汇聚交换机，再通过一控临时AFC线网通信汇聚交换机接入MLC，实现过渡期间8号线AFC系统与MLC的连接，保障8号线开通时的票务清分需求。

三、分步改造技术方案分析

宁波既有线网AFC系统分步升级改造的关键难点如下：一是保证各线路顺利开通（前提）；二是满足临时方案能够被最终方案所兼顾；三是不产生额外的冗余资源（如新增服务器、传输设备等）。

该分步改造技术方案能够有效地解决难点，使得在后续的改造中，过渡方案建立的临时通道可以作为未来二控各线路的云外通道（MLC灾备通道）使用，如图5所示。改造完成后，原MLC服务器、交换机可以作为备品备件或融入备用云平台。该过渡方案除了兼容最终改造外，还能使得改造完成后的MLC在二控（主用云平台）和一控（备用云平台）能够切换运作，当主用云平台存在运行故障时，5～8号线AFC系统及后续线路AFC系统能够通过云外通道直连灾备MLC，以此确保各类票种交易的数据传输，保证清分功能的正常运行和乘客正常过闸。

该分步改造技术方案优点：一是可实施性强、新增投资低；二是不新增冗余设备；三是保证线路正常运行和系统升级的平稳过渡；四是与最终改造方案兼容性强。

缺点：宁波8号线采用的是第三轮线网规划标准建设，配备无人化智能客服中心，闸机配置人脸识别模块和掌静脉识别模块等生物支付技术，由于开通时相关基于云平台搭建的后台系统未投入使用，在一控设置额外服务器承载相关系统会增加后期运营成本，相关功能待二控主用云平台建设完成后再正式投入使用。过渡期间，宁波8号线人脸识别、掌静脉识别过闸功能及智慧客服功能无法投入使用。

结语

云平台升级可提高原有系统的灵活性与可扩展性，整合多专业资源、重新分配，降低未来设备扩展成本和维护成本，同时可以减少运营人员，降低用人成本。宁波轨道交通AFC票务清分中心通过分步改造升级的方式，确保现有系统正常运行的同时，逐步优化和更新现有设施。该分步改造技术方案能最小化中断影响、控制成本并适应技术进步，实现资源的合理配置与利用，延长设备生命周期，满足不断变化的需求，对推进宁波智慧交通建设、实现可持续发展具有重要意义。

参考文献：

[1]黄展宗思.地铁AFC系统 “ 互联网+”技术应用研究与实践[J].现代城市轨道交通，2020（08）：27-32.

[2]骆滨.云计算环境下地铁新型AFC系统研究[J].现代城市轨道交通，2022（01）：103-108.

[3]罗军舟，金嘉晖，宋爱波，等.云计算：体系架构与关键技术[J].计算机研究与发展，2019，56（01）：69-89.

[4]杨承东.面向智能交通的AFC系统架构研究[J].铁道通信信号，2013，49（08）：79-82.

[5]朱莉.城市轨道交通AFC架构的演变及发展[J].人民公交，2024，49（08）：58-60.