摘 要：地鐵線網(wǎng)清分中心進(jìn)行云平臺技術(shù)升級改造，對城市軌道交通系統(tǒng)降低硬件成本、提升運(yùn)行效率和服務(wù)質(zhì)量至關(guān)重要。本技術(shù)研究以寧波軌道交通多線路清分中心為例，研究了清分中心升級分步改造技術(shù)方案。該技術(shù)方案可以有效控制項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，確保在不影響現(xiàn)有服務(wù)的情況下完成系統(tǒng)升級，平穩(wěn)地過渡到云平臺架構(gòu)，最大化地發(fā)揮新技術(shù)的優(yōu)勢，持續(xù)提升運(yùn)營效率、生產(chǎn)效率與服務(wù)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：地鐵清分中心；云平臺升級；分步改造

地鐵線網(wǎng)自動售檢票系統(tǒng)（AFC）清分中心[1]實(shí)施云平臺技術(shù)升級改造[2]，通過將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心遷移至云端，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理能力的大幅提升、資源的靈活調(diào)配以及系統(tǒng)的快速擴(kuò)展，有效應(yīng)對高峰時段的客流壓力。云平臺能夠支持更高效的數(shù)據(jù)交換和分析，有助于優(yōu)化票務(wù)管理、提高乘客出行體驗(yàn)，并為決策者提供基于大數(shù)據(jù)的分析報(bào)告。此外，云平臺改造還能降低硬件維護(hù)成本，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，確保支付結(jié)算等關(guān)鍵業(yè)務(wù)的連續(xù)性[3]。本技術(shù)方案以寧波軌道交通自動售檢票系統(tǒng)為例介紹分步改造方案。

一、當(dāng)前架構(gòu)和未來規(guī)劃

（一）既有線AFC架構(gòu)

寧波軌道交通1號線～4號線，4條線路自動售檢票系統(tǒng)均按軌道交通清分中心、線路中央計(jì)算機(jī)、車站計(jì)算機(jī)、車站終端設(shè)備、車票五層架構(gòu)[4]進(jìn)行

設(shè)計(jì)。

第五層：軌道交通清分中心（ACC）；

第四層：線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（LC）；

第三層：車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（SC）；

第二層：車站終端設(shè)備（SLE）；

第一層：車票（TICKET）。

寧波軌道交通5號線工程建設(shè)時，采用多線路中央級系統(tǒng)（MLC）建設(shè)方案，MLC不僅滿足寧波市軌道交通線網(wǎng)清分和5號線一期工VPfhmlLu8VgAHVntKcP+MQ==程運(yùn)營和管理的要求，同時還滿足遠(yuǎn)期工程的接入需求。MLC 系統(tǒng)容量及接口應(yīng)滿足寧波市軌道交通規(guī)劃10條線及其延長線的接入和清分需要，并預(yù)留遠(yuǎn)期規(guī)劃的其他線路接入所需的擴(kuò)展和升級條件。

MLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與寧波市軌道交通清分中心的接口，滿足與寧波市軌道交通相關(guān)各線聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的要求，實(shí)現(xiàn)軌道交通線網(wǎng)內(nèi)無障礙換乘，所有終端設(shè)備均具備處理非接觸IC卡車票能力，包括軌道交通專用非接觸IC卡車票、寧波一卡通等。

MLC主系統(tǒng)設(shè)置于東環(huán)南控制中心，MLC異地災(zāi)備系統(tǒng)及線網(wǎng)模擬測試中心設(shè)置于3號線首南車輛基地內(nèi)。

（二）第三輪規(guī)劃AFC架構(gòu)方案

根據(jù)寧波市軌道交通第三輪線網(wǎng)規(guī)劃《寧波市城市軌道交通近期建設(shè)規(guī)劃（2020年～2025年）》，第三輪線網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)6號線一期、7號線、8號線一期及部分延長線等5條線路，并計(jì)劃在下應(yīng)南車輛段（7/8號線共用車輛段）附近新建控制中心（滿足7、8、市域線K1、市域線K2線接入需求，并預(yù)留10條線接入條件）。

第三輪規(guī)劃各線路AFC系統(tǒng)根據(jù)既有系統(tǒng)架構(gòu)及預(yù)留條件，采用四層架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)[5]。

第四層：多線路中央級系統(tǒng)（MLC）；

第三層：車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（SC）；

第二層：車站終端設(shè)備（SLE）；

第一層：車票（TICKET）。

引入生物特征無感過閘方式和無人化客服中心，線網(wǎng)層同步建設(shè)生物識別支付系統(tǒng)和線網(wǎng)智能客服系統(tǒng)。這對全鏈條的出行服務(wù)進(jìn)行智能整合、提升，打造地鐵服務(wù)場景的創(chuàng)新以及改革，提升客運(yùn)服務(wù)、資訊服務(wù)、票務(wù)服務(wù)具有重要意義。寧波軌道交通第三輪規(guī)劃下各線路AFC架構(gòu)如圖1所示。

二、分步升級改造方案

（一）云平臺升級方案

寧波市軌道交通控制中心（后文簡稱一控）于2014年建成投入使用，設(shè)置在1號線東環(huán)南路站旁，劃為路網(wǎng)6條線合用的線路控制中心及線網(wǎng)清分中心。其中1號線、2號線、3號線、4號線、5號線路控制中心及線網(wǎng)清分中心等已投入使用。

第三輪規(guī)劃新建下應(yīng)南控制中心（后文簡稱二控）作為寧波軌道交通主用控制中心，同步建設(shè)主用城軌云平臺（以下簡稱云平臺），并在一控設(shè)置備用城軌云平臺作為異地災(zāi)備中心，對關(guān)鍵系統(tǒng)（如MLC）、數(shù)據(jù)進(jìn)行異地容災(zāi)保護(hù)。

該云平臺由數(shù)據(jù)接入層、網(wǎng)絡(luò)層、基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺層、應(yīng)用層等組成：

第一，數(shù)據(jù)接入層。利用智能傳感、邊緣計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息的大范圍、深層次的數(shù)據(jù)匯集和預(yù)處理，構(gòu)建軌道交通智能平臺的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

第二，網(wǎng)絡(luò)層。利用物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)、OTN、WLAN、LTE、5G、藍(lán)牙等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高帶寬、高可靠性、快速精準(zhǔn)、多網(wǎng)融合的信息傳輸功能。

第三，基礎(chǔ)設(shè)施層（IaaS）。利用云計(jì)算的資源共享、快速彈性部署等特點(diǎn)，為集團(tuán)6大類業(yè)務(wù)應(yīng)用提供硬件資源支撐。

第四，平臺層（PaaS）以中臺技術(shù)為核心。搭建業(yè)務(wù)中臺、技術(shù)中臺和數(shù)據(jù)中臺，將通用的業(yè)務(wù)以服務(wù)的方式進(jìn)行沉淀，具有對業(yè)務(wù)變化和創(chuàng)新發(fā)展快速響應(yīng)的支持能力。

第五，應(yīng)用層（SaaS）以實(shí)際業(yè)務(wù)需求為驅(qū)動。為運(yùn)營生產(chǎn)、運(yùn)營管理、企業(yè)管理、建設(shè)管理、資源管理以及乘客服務(wù)六大類業(yè)務(wù)提供服務(wù)能力。

六大類主營業(yè)務(wù)應(yīng)用按統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施的方式進(jìn)行建設(shè)。管理、建設(shè)、生產(chǎn)可分開建設(shè)，并統(tǒng)一云管平臺。云管平臺可隨生產(chǎn)云一同構(gòu)建，并具備納管異構(gòu)云平臺的功能。也可采用一次性建設(shè)統(tǒng)一的云平臺，但因建設(shè)時序、設(shè)備停產(chǎn)等問題，一次性建設(shè)統(tǒng)一云平臺實(shí)施難度較大。

新建線路的業(yè)務(wù)應(yīng)用統(tǒng)一規(guī)劃入云，原第一控制中心的線網(wǎng)級系統(tǒng)（如MLC等）及相關(guān)業(yè)務(wù)同步遷移入云。寧波AFC系統(tǒng)在云平臺改造升級后的線網(wǎng)架構(gòu)如圖2所示。

（二）過渡方案

寧波第三輪線網(wǎng)規(guī)劃中，下應(yīng)南控制中心計(jì)劃于2025年下半年建成并投入使用，寧波8號線一期工程預(yù)計(jì)2025年上半年開通，開通時間早于MLC升級改造完成時間。

由于線路AFC系統(tǒng)必須依賴清分系統(tǒng)進(jìn)行票務(wù)功能處理，且寧波8號線開通時無法接入升級后的云內(nèi)MLC，因此需要過渡改造方案保障寧波8號線開通時能夠正常使用MLC的票務(wù)清分功能。

本技術(shù)研究提出一套MLC過渡改造方案，架構(gòu)如圖3所示。

通過敷設(shè)下應(yīng)南控制中心至東環(huán)南路控制中心的光纖路由，打通一控和二控之間的通信鏈路。將該光纖路由的部分光纜用作搭建臨時傳輸通道（未來作為兩控制中心之間的云外通信通道），剩余光纜用作云內(nèi)傳輸通道，并在路由兩側(cè)預(yù)留光纜接口。過渡期間，分別在下應(yīng)南控制中心、東環(huán)南路控制中心設(shè)置臨時AFC線網(wǎng)通信匯聚交換機(jī)，8號線AFC線路匯聚后接入二控的AFC線網(wǎng)通信匯聚交換機(jī)，再通過一控臨時AFC線網(wǎng)通信匯聚交換機(jī)接入MLC，實(shí)現(xiàn)過渡期間8號線AFC系統(tǒng)與MLC的連接，保障8號線開通時的票務(wù)清分需求。

三、分步改造技術(shù)方案分析

寧波既有線網(wǎng)AFC系統(tǒng)分步升級改造的關(guān)鍵難點(diǎn)如下：一是保證各線路順利開通（前提）；二是滿足臨時方案能夠被最終方案所兼顧；三是不產(chǎn)生額外的冗余資源（如新增服務(wù)器、傳輸設(shè)備等）。

該分步改造技術(shù)方案能夠有效地解決難點(diǎn)，使得在后續(xù)的改造中，過渡方案建立的臨時通道可以作為未來二控各線路的云外通道（MLC災(zāi)備通道）使用，如圖5所示。改造完成后，原MLC服務(wù)器、交換機(jī)可以作為備品備件或融入備用云平臺。該過渡方案除了兼容最終改造外，還能使得改造完成后的MLC在二控（主用云平臺）和一控（備用云平臺）能夠切換運(yùn)作，當(dāng)主用云平臺存在運(yùn)行故障時，5～8號線AFC系統(tǒng)及后續(xù)線路AFC系統(tǒng)能夠通過云外通道直連災(zāi)備MLC，以此確保各類票種交易的數(shù)據(jù)傳輸，保證清分功能的正常運(yùn)行和乘客正常過閘。

該分步改造技術(shù)方案優(yōu)點(diǎn)：一是可實(shí)施性強(qiáng)、新增投資低；二是不新增冗余設(shè)備；三是保證線路正常運(yùn)行和系統(tǒng)升級的平穩(wěn)過渡；四是與最終改造方案兼容性強(qiáng)。

缺點(diǎn)：寧波8號線采用的是第三輪線網(wǎng)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，配備無人化智能客服中心，閘機(jī)配置人臉識別模塊和掌靜脈識別模塊等生物支付技術(shù)，由于開通時相關(guān)基于云平臺搭建的后臺系統(tǒng)未投入使用，在一控設(shè)置額外服務(wù)器承載相關(guān)系統(tǒng)會增加后期運(yùn)營成本，相關(guān)功能待二控主用云平臺建設(shè)完成后再正式投入使用。過渡期間，寧波8號線人臉識別、掌靜脈識別過閘功能及智慧客服功能無法投入使用。

結(jié)語

云平臺升級可提高原有系統(tǒng)的靈活性與可擴(kuò)展性，整合多專業(yè)資源、重新分配，降低未來設(shè)備擴(kuò)展成本和維護(hù)成本，同時可以減少運(yùn)營人員，降低用人成本。寧波軌道交通AFC票務(wù)清分中心通過分步改造升級的方式，確?，F(xiàn)有系統(tǒng)正常運(yùn)行的同時，逐步優(yōu)化和更新現(xiàn)有設(shè)施。該分步改造技術(shù)方案能最小化中斷影響、控制成本并適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)資源的合理配置與利用，延長設(shè)備生命周期，滿足不斷變化的需求，對推進(jìn)寧波智慧交通建設(shè)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

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