陳錦宇

摘要：隨著城市軌道交通路網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，面對(duì)日益擴(kuò)大的建設(shè)規(guī)模和運(yùn)營(yíng)路網(wǎng)，如何更加合理、高效、快速、經(jīng)濟(jì)地建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)這些系統(tǒng)，如何為乘客營(yíng)造一個(gè)便捷、智能、綠色的出行環(huán)境，已經(jīng)成為一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：軌道交通;云計(jì)算;自動(dòng)售檢票

1引言

AFC系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)購(gòu)票、檢票、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)、統(tǒng)計(jì)、財(cái)務(wù)結(jié)算等功能的自動(dòng)化系統(tǒng)。AFC系統(tǒng)是一個(gè)城市軌道交通科技水平和管理水平的集中體現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)票務(wù)管理、運(yùn)營(yíng)管理、財(cái)務(wù)管理、清結(jié)算管理、安全管理等功能，因此，AFC系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)作是城市軌道交通順暢、合理、高效運(yùn)營(yíng)的核心，是實(shí)現(xiàn)軌道交通社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的必要保證。

2技術(shù)背景

2.1既有架構(gòu)

目前軌道交通線路票務(wù)系統(tǒng)主要由清分中心系統(tǒng)、線路計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、車站終端設(shè)備（自動(dòng)售票機(jī)、票房售票機(jī)、自動(dòng)檢票機(jī)、自動(dòng)查詢機(jī)等）、車票、維修系統(tǒng)、培訓(xùn)系統(tǒng)、模擬測(cè)試系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和其他輔助配套設(shè)備及相關(guān)接口等組成，架構(gòu)圖如圖1所示。

5層架構(gòu)體系針對(duì)軌道交通的每一個(gè)管理層面均有相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)且相對(duì)獨(dú)立。比如路網(wǎng)票務(wù)管理機(jī)構(gòu)票務(wù)中心對(duì)應(yīng)的是清分系統(tǒng)，線路運(yùn)營(yíng)公司對(duì)應(yīng)的是線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，車站則對(duì)應(yīng)的是車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在整個(gè)自動(dòng)售檢票系統(tǒng)中逐級(jí)管理、各司其職。

在自動(dòng)售檢票系統(tǒng)建設(shè)初期，由于以太網(wǎng)技術(shù)尚不成熟，必須依靠其他通訊協(xié)議逐層轉(zhuǎn)發(fā)。因此，采用了上述的5層架構(gòu)體系進(jìn)行逐級(jí)管理。但隨著軌道交通的發(fā)展及路網(wǎng)規(guī)模和業(yè)務(wù)的不斷擴(kuò)大，5層架構(gòu)體系的缺點(diǎn)愈發(fā)明顯：

1）過(guò)度的數(shù)據(jù)冗余。目前的交易數(shù)據(jù)在車站終端設(shè)備、車站計(jì)算機(jī)、線路中央計(jì)算機(jī)和清分系統(tǒng)逐級(jí)存儲(chǔ)互為備份，但是真正使用數(shù)據(jù)的是在清分系統(tǒng)。而隨著設(shè)備性能和網(wǎng)絡(luò)性能的不斷提高，各級(jí)設(shè)備存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量存在過(guò)度備份的情況，浪費(fèi)了大量的系統(tǒng)資源。

2）系統(tǒng)資源利用率低。由于各線路、車站的客流狀況不同，不同的車站計(jì)算機(jī)和線路中央計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力的需求相差很大。而目前的車站計(jì)算機(jī)和中央計(jì)算機(jī)都是按照最高的客流進(jìn)行配置的，勢(shì)必造成在計(jì)算和存儲(chǔ)上的資源浪費(fèi)。

3）自動(dòng)售檢票系統(tǒng)越來(lái)越臃腫。隨著路網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。按照目前地鐵網(wǎng)路規(guī)劃，二線以上城市普遍規(guī)劃了10條線路以上，則至少會(huì)產(chǎn)生1個(gè)ACC、10個(gè)LCC以及200多個(gè)SC。規(guī)模越來(lái)越大，帶來(lái)的是管理和維護(hù)的難度不斷增大。

4）系統(tǒng)維護(hù)難度和成本越來(lái)越高。按照以上數(shù)量推算，LCC部署在全網(wǎng)10個(gè)控制中心，而SC分布在全路網(wǎng)的200多個(gè)車站。要對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行管理和維護(hù)，所消耗的人力、管理和運(yùn)營(yíng)等成本越來(lái)越高。

2.2云化理論基礎(chǔ)

計(jì)算作為一種新興的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)方式，是在整合原有的大規(guī)模計(jì)算機(jī)集群并行計(jì)算、分布式處理、網(wǎng)格計(jì)算、虛擬化計(jì)算、效用計(jì)算等IT技術(shù)的基礎(chǔ)上提出的一個(gè)全新的信息技術(shù)概念。

按云提供服務(wù)的方式可以把云劃分為公有云、私有云和混和云三種類型。在以上構(gòu)架中需要特別關(guān)注的是私有云。私有云是由企業(yè)獨(dú)立構(gòu)建和使用的云計(jì)算系統(tǒng)，特別適合擁有良好的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和擁有大量閑置計(jì)算、存儲(chǔ)資源的企業(yè)。這些企業(yè)只需進(jìn)行少量投資，將自己的信息系統(tǒng)升級(jí)，就可以擁有云計(jì)算帶來(lái)的便利。

3系統(tǒng)架構(gòu)

LCC的業(yè)務(wù)功能需要進(jìn)行整合和優(yōu)化。其內(nèi)容包括：線路中央系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)功能與清分系統(tǒng)合并，終端設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控與運(yùn)營(yíng)模式管理等功能在車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上進(jìn)一步加強(qiáng)。分析如下：

1）清分系統(tǒng)部分功能與線路中央系統(tǒng)基本重復(fù)，LC很大程度是對(duì)ACC的參數(shù)下發(fā)和SC的交易數(shù)據(jù)上傳。以參數(shù)管理為例，目前自動(dòng)售檢票系統(tǒng)主要的運(yùn)營(yíng)參數(shù)均由清分系統(tǒng)生成，包括票價(jià)表、黑名單等，僅有少量的運(yùn)營(yíng)參數(shù)系由線路中央計(jì)算機(jī)完成，故這部分內(nèi)容完全可以合并到清分系統(tǒng)中去，由SC與ACC直接對(duì)接。

2）線路中央系統(tǒng)部分功能由于管理構(gòu)架的調(diào)整，已由其他系統(tǒng)完成。以運(yùn)營(yíng)狀態(tài)調(diào)整為例，緊急運(yùn)營(yíng)模式、列車故障模式等應(yīng)急情況下的系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)控制，原先是由線路中央系統(tǒng)發(fā)出控制指令實(shí)施的。當(dāng)前根據(jù)路網(wǎng)運(yùn)營(yíng)需要，為了提高響應(yīng)效率，多為行車調(diào)度員直接向車站發(fā)出人工指令，由車站直接改變本站運(yùn)營(yíng)模式，線路中央系統(tǒng)已不再承擔(dān)相應(yīng)職責(zé)。

故系統(tǒng)架構(gòu)可以調(diào)整如下：

1）去除中央級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將其功能職責(zé)納入清分系統(tǒng)，提高清分系統(tǒng)前置模塊的接入能力，使清分系統(tǒng)能直接向車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采集、下發(fā)數(shù)據(jù)。

若該城市清分系統(tǒng)已經(jīng)建成，且未預(yù)留相關(guān)接口，則可搭建簡(jiǎn)易LC作為ACC的前置處理部分，具體功能可參考第2）點(diǎn);

2）完善清分系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)售檢票系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行管理的能力，增加設(shè)備監(jiān)控、設(shè)備控制、客流突發(fā)監(jiān)控、系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式管理、系統(tǒng)參數(shù)管理，完善路網(wǎng)、單線、單站交易查詢、現(xiàn)金核算、收益核算、收益統(tǒng)計(jì)、清算對(duì)帳等運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能、補(bǔ)充設(shè)備運(yùn)營(yíng)狀態(tài)統(tǒng)計(jì)和故障統(tǒng)計(jì)等報(bào)表等功能（該部分可作為簡(jiǎn)易LC部分）。

3）取消車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，保留UPS、防火墻與防入侵服務(wù)器、光電轉(zhuǎn)換器、車站級(jí)交換機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)交換機(jī)、緊急按鈕、終端設(shè)備、工作站（云、按需分配其工作屬性）、輔助設(shè)備。搭建現(xiàn)場(chǎng)局域網(wǎng)，交易數(shù)據(jù)從終端設(shè)備，到現(xiàn)場(chǎng)交換機(jī)，到車站級(jí)交換機(jī)接入通信傳輸網(wǎng)，由清分系統(tǒng)或云平臺(tái)接管。由其對(duì)終端級(jí)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)營(yíng)狀態(tài)統(tǒng)計(jì)和故障統(tǒng)計(jì)等管理功能。

4未來(lái)發(fā)展展望

隨著通信技術(shù)及計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，云計(jì)算能夠大幅提供資源共享，采用虛擬化技術(shù)，并具備負(fù)載平衡的能力，使資源得到充分地利用。在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可以將發(fā)生故障的系統(tǒng)平滑地轉(zhuǎn)移到備用系統(tǒng)中，保障系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，減少對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的影響，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

同時(shí)，云平臺(tái)的搭建促進(jìn)了各系統(tǒng)、各線路、各廠商之間的數(shù)據(jù)共享，有利于業(yè)主獲取更多的數(shù)據(jù)信息。因此，提高信息利用率、增強(qiáng)系統(tǒng)的決策分析能力是自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的發(fā)展方向之一，應(yīng)強(qiáng)化系統(tǒng)的整理分析原始數(shù)據(jù)和信息的能力，把票務(wù)系統(tǒng)與線網(wǎng)的信息管理系統(tǒng)相結(jié)合，找出票務(wù)收益規(guī)律，為城市公共交通服務(wù)和管理提供及時(shí)、準(zhǔn)確的決策分析意見(jiàn)，促進(jìn)交通市場(chǎng)的營(yíng)銷推廣。

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