徐煒煒 徐駿善 葉 飛

（南京理工大學機械工程學院，210094，南京∥第一作者，碩士研究生）

自動售檢票（AFC）系統(tǒng)實現(xiàn)了軌道交通的售票、檢票、計費、收費、統(tǒng)計、清分結算和運營管理等全過程的自動化，同時也為決策提供客流、收入等各類信息支持［1］。AFC系統(tǒng)的設備分布于線路區(qū)間和車站。為保證這些復雜的機電系統(tǒng)能安全可靠地按照要求運行，為其配備相應的管理信息系統(tǒng)是十分必要的。通過管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)AFC管理流程優(yōu)化、信息共享、實時控制等方面的信息化。使AFC系統(tǒng)擁有先進的技術、科學的管理、良好的市場競爭力和高品質的服務，更好地適應未來軌道交通發(fā)展的需要，以效率與服務贏得市場。

1 AFC車站管理信息系統(tǒng)體系結構

1.1 AFC架構體系

AFC系統(tǒng)一般采用5層架構體系：清算中心（ACC）、線路中心（LC）、車站（SC）、設備（SCLE）和車票層。車站信息管理系統(tǒng)的應用層為車站層，并和設備層、線路中心進行數(shù)據(jù)交換。

車站管理信息系統(tǒng) ，負責把車站內的各種AFC終端設備產(chǎn)生的票務交易數(shù)據(jù)、設備運行狀態(tài)和維護日志等上傳給線路中央計算機系統(tǒng)，并接收線路中央計算機系統(tǒng)下傳的各種運行參數(shù)和命令等（見圖1）。車站計算機系統(tǒng)具有獨立的自動售檢票運營監(jiān)控、票務監(jiān)控和分類統(tǒng)計等管理功能［2－3］。

1.2 AFC車站管理信息系統(tǒng)框架模型

AFC車站信息管理系統(tǒng)為3層結構模型，分別為表示層、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)傳輸層，并和車站終端設備、線路中央計算機系統(tǒng)以及其他車站的信息管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸。

其主要功能有：①票務管理——與票務有關的業(yè)務處理和管理（如票卡類別、交易信息、黑名單、計價方案等）；②庫存管理——與倉儲物資管理有關的業(yè)務處理和管理（如原始票卡或錢箱庫存、設備庫存等）；③運營管理——與系統(tǒng)配置和監(jiān)控有關的業(yè)務處理和管理（如系統(tǒng)設備注冊、參數(shù)配置、運營實時監(jiān)控等）；④系統(tǒng)維護——與系統(tǒng)整體配置、維護有關的處理和管理（如用戶管理、參數(shù)配置和數(shù)據(jù)維護等）；⑤通信服務——系統(tǒng)運營中數(shù)據(jù)交換處理。

圖1 AFC系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸示意圖

AFC車站信息管理系統(tǒng)構架見圖2。

圖2 AFC車站信息管理系統(tǒng)構架

1.3 關鍵技術

1.3.1 CORBA技術

公共對象請求代理體系（CORBA）是對象管理組織（OMG）制定的面向分布式對象應用程序的體系規(guī)范，也是為解決分布式異構環(huán)境的異構性、互操作性、可移植性和可重用性而提出的接口標準和規(guī)范［5－6］。CORBA標準主要分為三部分：接口定義語言（IDL）、對象請求代理（ORB）以及ORB間的通信協(xié)議（IIOP）。CORBA體系結構如圖3所示。

常用的實時數(shù)據(jù)傳輸方式包括實時CORBA、Socket接口等。實時CORBA具有開發(fā)方便、易擴充、支持多平臺、易集成、可實現(xiàn)復雜的交互式操作等優(yōu)點，對實時系統(tǒng)的開發(fā)和應用提供了有力的支持。由于軌道交通實時數(shù)據(jù)傳輸量小、傳輸頻率高、實時性要求高，所以采用了實時CORBA技術。

采用CORBA技術來控制車站計算機與各售檢票系統(tǒng)之間的通信，屏蔽了各售檢票系統(tǒng)的分布性和系統(tǒng)的異構性，使各個系統(tǒng)擁有自主權的同時又能與車站計算機進行透明通信。同時，由于CORBA提供了客戶機端或服務器端的對象通信框架，開發(fā)人員只需專注于系統(tǒng)業(yè)務對象的開發(fā)，就能實現(xiàn)方便、透明地調用分布系統(tǒng)中的各種對象服務，開發(fā)人員也可以很方便地分工協(xié)作［6］。使用中間件技術來開發(fā)AFC車站信息管理系統(tǒng)，使其既實現(xiàn)了跨軟、硬件平臺的功能，又具有了可靠性高、安全性高、處理能力強、易擴展的性能。

圖3 CORBA體系結構

1.3.2 數(shù)據(jù)庫設計

數(shù)據(jù)庫是支撐軟件正常運行的重要基礎，以數(shù)據(jù)庫為基礎的信息系統(tǒng)通常稱為數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)，一般具有信息的采集、組織、加工、抽取和傳播等功能。數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的開發(fā)按內容可分為兩部分：系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)庫結構的設計與實現(xiàn)，相應的應用軟件及其他軟件（如通信軟件）的設計與實現(xiàn)。

由于分布式數(shù)據(jù)庫具有結構靈活、可靠性高、可用性好，以及局部應用的響應快、易擴展等優(yōu)點，結合地鐵運營的分散性，AFC車站信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫采用分布式設計。每個車站設置站點數(shù)據(jù)庫服務器，對站點產(chǎn)生的信息管理數(shù)據(jù)進行存儲和管理，車站內涉及本站點信息管理的操作只對其本地的數(shù)據(jù)庫進行訪問；在中心設置中心數(shù)據(jù)庫服務器（為保障數(shù)據(jù)的安全性，建議采用雙機熱備份），對信息管理系統(tǒng)公用的數(shù)據(jù)進行管理，并定時接受各站點上傳的管理數(shù)據(jù)，進行全局管理，以減輕各站點服務器和數(shù)據(jù)庫的壓力，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應速度。

2 AFC車站管理信息系統(tǒng)的實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)功能模塊設計

AFC車站管理信息系統(tǒng)具有票務管理、錢票箱庫存管理、運營管理、結算管理、系統(tǒng)維護等功能，運行中可達到及時進行召援，及時進行設備維護，提高售票機使用率，準確統(tǒng)計客流信息，減輕工作人員勞動強度等目的。

圖4 AFC車站信息管理系統(tǒng)模塊

AFC車站管理信息系統(tǒng)的主要功能如下：

（1）票錢箱管理。實現(xiàn)票箱、錢箱的實時查詢、追蹤和控制。

（2）乘客事務管理。完成乘客事務的電子錄入，從而拋棄傳統(tǒng)的手工報表，智能化的系統(tǒng)在減少出錯率的同時更便于數(shù)據(jù)統(tǒng)計，便于工作人員正確、快速地處理乘客事務。

（3）員工管理。進行員工的信息、部門信息、職務信息的錄入、修改和查詢，進行有關員工操作信息的匯總，并且可繪制出績效曲線。

（4）設備管理。進行設備基本信息的錄入、修改和查詢；進行設備標準狀態(tài)和當前狀態(tài)的查詢，通過與AFC監(jiān)測數(shù)據(jù)的配對獲得設備當前狀態(tài)，并且在出現(xiàn)異常時自動調出報警對話框及警報聲；應答報警對話框之后將自動轉至維修管理模塊。在派遣維修員之后便可提交至數(shù)據(jù)庫未處理的單據(jù)中，維修人員可根據(jù)系統(tǒng)提示查看此類單據(jù)，在第一時間前往故障地進行設備維修，最終完成維修單，并將其列為已處理。

（5）數(shù)據(jù)管理。進行票箱、錢箱數(shù)據(jù)系統(tǒng)默認報表的查看、打??；根據(jù)查詢條件進行乘客事務統(tǒng)計報表、乘客事務類型統(tǒng)計表、乘客事務處理方法統(tǒng)計表的查看、打??；員工基本信息、部門信息、職務信息和員工績效信息的查詢和打??；設備基本信息、設備標準狀態(tài)信息、設備報警記錄表、設備維修記錄表的查詢和打印。

（6）系統(tǒng)管理?？晒┫到y(tǒng)管理員進行用戶的增加、修改和刪除，角色的增加、修改和刪除，權限的增加、修改和刪除，數(shù)據(jù)的備份、系統(tǒng)的清理，以及系統(tǒng)日志的查看。采用由系統(tǒng)管理員分配用戶賬號及密碼的方式，增加了系統(tǒng)的安全性。

2.2 系統(tǒng)實現(xiàn)

2.2.1 CORBA通信

SC和AFC設備間的接口主要用于：①收集正常票務處理和機器運行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)（AFC數(shù)據(jù)采集）；②為AFC設備提供售票機運行所需的數(shù)據(jù)（下發(fā)EOD，黑名單以及模式文件）；③發(fā)送新的單程票MAC密鑰到售票機；④發(fā)送控制命令到AFC設備，接受來自AFC設備的事件和狀態(tài)；⑤為AFC設備提供一致的時間（事件同步）。

總共需要實現(xiàn)5個CORBA接口：EqRoot，EqController， RegManager， RegAgent 和EventHandler。設備需要實現(xiàn)前2個接口，SC需要實現(xiàn)后3個接口。RegManager，RegAgent的接口IDL描述如下：

interface RegAgent

｛void register（in SCRoot root，in long lRegData，out long lRegResult）raises（GeneralException）；

｝；∥！Control status of a station ＆send message.interface RegManager

｛∥！create new RegAgent interface to startcommunication with SC

RegAgent

createInterface（）raises（GeneralException）；

∥！Delete the reference of the RegAgent interface used by the SC after registration

void deleteInterface（in RegAgent regAgentRef）raises（GeneralException）；

｝；

設備成功注冊到SC后，需要與SC同步，包括在SC人機界面更新設備狀態(tài)；設備EOD版本同步，黑名單版本同步；設備運行模式同步。

2.2.2 數(shù)據(jù)庫設計

實體聯(lián)系（E－R）模型比較接近人的思維方式，使用簡單的圖形符號即可表達對問題域的理解。AFC車站信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實體設計通過數(shù)據(jù)流圖（見圖5）和E－R圖概括描述（見圖6）。通過軟件開發(fā)最終完成AFC車站信息管理系統(tǒng)的設計。

圖6 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計總體E－R圖

3 結語

下的重要環(huán)節(jié)，可以為地鐵運營工作人員提供一個信息共享、實時控制的平臺，提高工作效率，優(yōu)化

在AFC系統(tǒng)中，車站信息管理系統(tǒng)作為承上啟管理方式。通過對AFC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，對票卡信息和客流的統(tǒng)計，對車站通信系統(tǒng)和售檢票設備進行統(tǒng)一的管理，對員工管理的信息化，使得車站售檢票設備的配置更合理，盡可能地減少設備閑置或停止服務的情況；使得員工管理和考核標準化，維修過程更加制度化、規(guī)范化。同時，采用CORBA技術，使得系統(tǒng)具備良好的可移植性，可適應不同廠商的各種售檢票設備。本文所介紹的AFC車站管理信息系統(tǒng)的設計符合軌道交通自動化技術系統(tǒng)化、集成化的發(fā)展方向。

［1］趙時旻，董德存.軌道交通自動售檢票系統(tǒng)［M］.上海：同濟大學出版社，2007.

［2］王健，高朝暉，張寧，等.南京軌道交通線網(wǎng)AFC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸［J］.都市快軌交通，2008，21（5）：85.

［3］Gao Zhaohui，Zhang Ning，He Tiejun.Study on the electronic payment system under region networking expressway［C］∥Proceedings of 14th World Congress on Intelligent Transport Systems.Beijing：Resarch Institute of Highway，2007.

［4］美國對象管理組織（OMG）編著.CORBA系統(tǒng)結構、原理與規(guī)范［M］.韋樂平，薛君敖，孟洛明，編譯.北京：電子工業(yè)出版社，2000.

［5］朱其亮，鄭斌 編著.CORBA原理及應用［M］.北京：北京郵電大學出版社，2001.

［6］范玉光.基于CORBA的數(shù)據(jù)交換技術的研究與實現(xiàn)［D］.南京：南京理工大學，2006.

［7］王國光.自動售檢票系統(tǒng)及關鍵技術研究［D］.北京：鐵道科學研究院，2005.