摘 要:自動售檢票系統(AFC)是基于計算機、通信、網絡、自動控制等技術。實現軌道交通售票、檢票、計費、收費、統計、清分、管理等全過程的自動化系統。這里通過對地鐵AFC系統網絡基礎的描述，并綜合某市地鐵的AFC網絡建設示例，分析了AFC系統的網絡結構、功能實現、網絡管理和網絡實施安全等方面的內容。

關鍵詞:自動售檢票系統;計算機網絡; 軌道交通; 自動控制系統

中圖分類號:TN915; TP391 文獻標識碼:A 文章編號:1004-373X(2010)14-0099-03

Application of Computer Network in Subway AFC

WEI Hong

(Xi’an Railway Vocational Technical Institute， Xi’an 710016， China)

Abstract: The automatic fare collection (AFC) based on the technologies of computer， communication， network， automatic control and so on is an automatic system which can realize the whole process automation of the rail transportation such as booking， ticket checkup， charge， statistics and management. It is the achievement of the institute research subject \"Computer Capacity Research of Rail Transportation Specialty \" (the serial number is XTZY09J08). The network foundation of the subway AFC system is described. The AFC network construction examples of subways in another city are synthesized. The network architecture， function realization， network management and network implementation security of AFC system are analyzed.

Keywords: automatic fare collection; computer network; rail transportation; automatic control system

城軌交通建設是一項巨大的系統工程，自動售檢票(automatic fare collection system，AFC)是城軌系統中的運營核心子系統。AFC 系統的設計目標是要建立一個以紙票、磁卡或非接觸式IC 卡等為車票載體的、高度安全、可靠和保密性能良好的自動售檢票網絡系統。該系統實現售檢票全過程的自動化，是一個大型的綜合自動化系統[1]。

1 AFC系統概念

自動售檢票系統(AFC)是基于計算機、通信、網絡、自動控制等技術實現軌道交通售票、檢票、計費、收費、統計、清分、管理等全過程的自動化系統。它是國際大城市軌道交通中普遍采用的現代化聯網收費系統，實現了軌道交通售票、檢票、計費、收費、統計、清分管理等全過程的自動處理。涉及到自動控制、計算機網絡通信、模式識別技術、微電子計算、機電一體化、嵌入式系統和大型數據庫管理等高新技術的應用[2]。

1.1 系統概述

某市地鐵的AFC系統為一個封閉式收費系統，系統采用自動、半自動售票，以自動售票為主，人工售票為輔，自動檢票，與地鐵各線路通過付費區(qū)換乘。系統使用非接觸式IC卡作為車票媒體，采用計程、計時和單一票價。同時兼容城市“一卡通”的功能，并預留兼容手機付費的功能[3]。

1.2 AFC系統構成

AFC 系統從結構上可劃分為中央計算機CC 系統和車站計算機SC 系統兩大部分。AFC 設備如自動檢票機、自動售票機、人工售票機、加值機、計算機服務器、工作站等均通過計算機網絡連成一體。為實現快速可靠、永不停頓提供全天候AFC服務的要求，CC系統與SC系統間通信從地鐵傳輸系統的城域網接入實現， 主要有E1 接入和100 Mb/s以太網接入兩種方式[4]。某市地鐵AFC系統網絡拓撲圖如1所示。

2 線路中央計算機系統

2.1 概述

線路中央計算機系統是地鐵自動售檢票系統的核心，其實現對自動售檢票系統所有設備的監(jiān)控，實現系統運行、收益及設備維護集中管理，可實現系統數據的集中采集、統計及管理，實現城市“一卡通”系統的數據接口及財務清算功能，并預留與今后線網清算管理系統的接口[5]。

2.2 設備組成

2.2.1 數據庫服務器[1]

數據庫服務器是整個AFC系統的核心設備，它負責整個AFC系統的運營管理、收益管理、維修管理、數據管理、參數管理、安全管理、數據存儲等功能。某市地 鐵二號線使用的CC 系統配置2臺數據庫服務器，它們互為冗余，實現了雙機備份。

2.2.2 通信服務器

通信服務器主要負責與各站SC系統的數據交互。一方面，通信服務器接收由SC上傳的交易數據和各類指令反饋數據，然后再發(fā)送給數據庫服務器進行處理;另一方面，通信服務器接收數據庫服務器對各SC系統下達的各類指令和參數，然后逐步下傳到各SC系統。通信服務器起到了數據庫服務器和SC系統之間郵差的作用。

圖1 某市地鐵AFC系統網絡拓撲圖

2.2.3 報表服務器

該服務器安裝報表生成功能模塊和報表計算規(guī)則定義模塊。按照時間定義，可以生成日報表、周報表、月報表、季度報表、年度報表和用戶自定義的時間段報表等。

2.2.4 編碼服務器

編碼服務器置于制票中心，實現對編碼分揀機的監(jiān)控，以及全線路的車票發(fā)行管理。

2.2.5 清分服務器

小清分系統承擔地鐵線路的內部清分、參數管理、運營管理以及線路與城市“一卡通”的清分。

2.3 功能

實現AFC系統的數據管理、設備運行管理、參數管理、收益管理、車票管理、車票跟蹤、設備數據審核、設備維修管理、權限管理、網絡管理、病毒防護、報表管理、時鐘管理、電源管理、后臺監(jiān)控、系統維護下載、計劃管理、密鑰管理。

3 車站級SC系統

3.1 概述

車站計算機系統是AFC系統中的重要組成部分，SC系統是直接控制SLE的基本管理單元。在整個AFC系統中，車站計算機系統負責對車站系統運營、票務、收益、維修等的集中管理。

對CC系統而言，它接收CC系統下達的命令及參數并執(zhí)行，匯報系統運營情況，收集各類數據;對各SLE，收集各類數據，進行監(jiān)控，并且下發(fā)所需要的指令及參數[6]。

3.2 設備組成[7]

車站級計算機系統設備主要包括:車站計算機、監(jiān)控管理工作站，票務工作站、打印機、終端售檢票設備和車站交換機。車站設備組網原理圖如2所示。

3.3 功 能

收集車站設備的交易、審計寄存器數據，以及財務、故障狀態(tài)數據、故障維修數據等的統計信息，并傳送到CC系統;儲存由CC系統下載的運營和設置參數，并下載到所有車站設備;設置車站運作參數，向車站設備下達運作命令及設置系統運行模式;接收CC系統下傳的系統參數，并下載到車站設備;經授權后，對應用在本線的密鑰進行管理和認證;管理車站設備網絡及與CC系統的通信;與CC系統同步時鐘，并同步車站設備時鐘;完成SLE數據的初步審查;響應CC系統上傳數據要求。

圖2 車站設備組網原理圖

4 AFC系統實施安全

首先，地鐵AFC自動售檢票系統在整個地鐵業(yè)務系統中占有非常重要的地位，要求所采用設備具有很好的可靠性、開放性、穩(wěn)定性[7]。其次，AFC 系統是一個復雜的分布式系統， 系統中通信節(jié)點眾多， 業(yè)務流程復雜。系統中涉及的數據種類很多， 包括各種交易數據、審計數據、狀態(tài)數據和控制命令等， 這些數據都需要通過系統網絡在各節(jié)點之間傳輸。如果交易數據丟失或者損壞則會造成報表數據的不準確， 從而直接影 響收益。因此， 采用高穩(wěn)定性、可用性和冗余性網絡系統是重中之重。

還有，AFC 系統外部接口眾多， 包括地鐵線路清分系統、主控系統、城市一卡通系統、地鐵公司企業(yè)管理系統和銀行等， 這就意味著較復雜的數據交換，同時也增加了AFC 系統的不安全因素。因此必須配置路由器的訪問控制、防火墻的包過濾等方法來保護AFC網絡不受外部入侵， 防火墻采用基于狀態(tài)檢測的包過濾功能， 通過建立連接狀態(tài)表的方式， 提高了包過濾系統的性能和安全性[8]。

5 結 語

AFC系統的設備狀態(tài)正常與否將關系到系統的服務水平，在有限的資源條件下對設備狀態(tài)及時監(jiān)控并滿足運營管理工作的要求，是系統設計必須重視的問題。適時制定AFC 系統發(fā)展戰(zhàn)略，必將極大推進我國AFC 系統產業(yè)化的進程和城軌交通的發(fā)展[9-10]。

參考文獻

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[2]鄧先平， 陳鳳敏.我國城市軌道交通AFC系統現狀及發(fā)展[J].都市快軌交通，2005，18(3):18-21.

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