云南南天電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司 軌道交通業(yè)務(wù)部 方亞敏

0.引言

傳統(tǒng)地鐵售檢票系統(tǒng)采用五層架構(gòu)，其結(jié)構(gòu)為：清分中心層、線路中心系統(tǒng)層、車站計算機系統(tǒng)層、車站終端設(shè)備層、票卡介質(zhì)層。系統(tǒng)的各個層級的運行具有相對獨立性，當(dāng)某一層級系統(tǒng)產(chǎn)生問題時不會影響到其他層級的運行，但同時又相互關(guān)聯(lián)，從而實現(xiàn)整個地鐵票務(wù)系統(tǒng)的運營體系。售檢票五層系統(tǒng)架構(gòu)雖然運行穩(wěn)定，但長期來說缺點比較明顯，如：（1）建設(shè)及維護成本高、（2）資源利用率底、（3）針對地鐵工程具有長期性特點，隨著時間的推移，大部分設(shè)備都已更新?lián)Q代，地鐵售檢票系統(tǒng)也需要升級來適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展、（4）隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，手機支付、二維碼等在地鐵中的應(yīng)用也非常廣泛、如果在現(xiàn)有五層架構(gòu)基礎(chǔ)上改造也顯得笨重，本文基于這些缺點引入云計算售檢票系統(tǒng)的建設(shè)方案。

1.地鐵售檢票系統(tǒng)傳統(tǒng)五層架構(gòu)

第一層是清分中心系統(tǒng)（ACC），每個地鐵運營系統(tǒng)中只有一個，負(fù)責(zé)地鐵票務(wù)系統(tǒng)運營參數(shù)的制定、客流收益清分等功能，每條線路都需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至清分中心；第二層是線路中心系統(tǒng)（LCC），每條線路需要搭建一套線路中央，接收清分中心下發(fā)的參數(shù)，以及管理車站運營、車站監(jiān)控，收集本線路AFC系統(tǒng)產(chǎn)生的交易和審計數(shù)據(jù)；第三層是車站計算機系統(tǒng)（SC），每個車站都需要搭建車站服務(wù)器，接收線路下發(fā)的參數(shù)，并且轉(zhuǎn)發(fā)到終端設(shè)備，以及采集終端設(shè)備產(chǎn)生的狀態(tài)和交易等數(shù)據(jù)；第四層是車站終端設(shè)備（SLE），與車站計算機系統(tǒng)直接交互，直接為乘客提供售檢票服務(wù)的設(shè)備；第五層票卡介質(zhì)層，如儲值票、一卡通、單程票等，數(shù)據(jù)流如圖1所示，每層都對應(yīng)獨立但又相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)。

圖1

2.基于云架構(gòu)售檢票系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

云架構(gòu)售檢票系統(tǒng)，從業(yè)務(wù)角度來說，細(xì)分為：（1）離線數(shù)據(jù)歸集、歸集的數(shù)據(jù)類型有：終端設(shè)備狀態(tài)、離線交易等數(shù)據(jù)；（2）售檢票系統(tǒng)實時在線業(yè)務(wù)，包括客服在線業(yè)務(wù)和票務(wù)系統(tǒng)在線業(yè)務(wù)，其中客服業(yè)務(wù)包括：辦卡、充值、掛失、補辦等業(yè)務(wù)；票務(wù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)包括：票卡庫存、票卡回收、現(xiàn)金管理、發(fā)票管理等；（3）后臺數(shù)據(jù)分析，通過分析、從中可以獲取票卡使用情況、流失率、運營收益情況、客流信息等。通過云計算中心、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，也可以深入挖掘客戶需求和行為習(xí)慣，更好更方便的服務(wù)乘客，以及及時了解設(shè)備運行情況，有針對性的提前生成設(shè)備保養(yǎng)計劃等信息，形成智能軌道交通售檢票系統(tǒng)。

從技術(shù)架構(gòu)來說，售檢票系統(tǒng)云架構(gòu)系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)：（1）第一層是IaaS，提供網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲等硬件基礎(chǔ)服務(wù)平臺；（2）第二層是PaaS，提供軟件部署、運行的基礎(chǔ)平臺、如操作系統(tǒng)；（3）第三層是SaaS，軟件即服務(wù)，也是我們比較關(guān)心的一層，與業(yè)務(wù)掛鉤。我們重點關(guān)注的是SaaS層，其他兩層目前都有比較成熟的解決方案，對于企業(yè)來說可以建立自己的私有云，也可以跟第三方合作，采用公有云方式，我們重點專注于業(yè)務(wù)的開發(fā)即可。

分布式架構(gòu)我們可以采用Dubbo+Zookeeper技術(shù)提供服務(wù)總線，Dubbo是一個分布式服務(wù)框架，致力于提供高性能和透明化的RPC遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用方案，以及SOA服務(wù)治理方案。車站、線路、清分等的各個子系統(tǒng)相關(guān)的服務(wù)注冊到Zookeeper，客戶端調(diào)用Zookeeper完成整個系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)。這種架構(gòu)有以下優(yōu)點：（1）透明化的遠(yuǎn)程方法調(diào)用，就像調(diào)用本地方法一樣調(diào)用遠(yuǎn)程方法；（2）軟負(fù)載均衡及容錯機制；（3）服務(wù)自動注冊與發(fā)現(xiàn)。

3.售檢票系統(tǒng)云平臺改造方案

要突破傳統(tǒng)的五層架構(gòu)，比例合理及可靠的一種方案采用云架構(gòu)方式來解決這些缺點，將清分中心層、線路中心系統(tǒng)層、車站計算機系統(tǒng)層合并為一層為云計算中心層，合并的優(yōu)點：每條線路、各個車站不再需要單獨建立售檢票機機房和服務(wù)器設(shè)備，只需要搭建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境連接至云計算中心，在車站、線路控制室部署控制臺連接到云計算中心虛擬出來的線路及車站系統(tǒng)就能管理和監(jiān)控線路、車站運營、及所有終端設(shè)備。終端設(shè)備軟件通過升級改造與云平臺對接，主要終端設(shè)備改造內(nèi)容有：

（1）自動檢票機（GATE）：將產(chǎn)生的離線交易數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)等數(shù)據(jù)由上傳至車站服務(wù)器改為上傳至云平臺中心離線數(shù)據(jù)歸集系統(tǒng)。

（2）自動售票機（TVM）：離線發(fā)售數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)直接上傳至云平臺中心數(shù)據(jù)歸集系統(tǒng)；在線充值改為指向云平臺中心在線業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)。

（3）半自動售票機（BOM）：處理發(fā)卡、充值、退卡、掛失等直接連接至云平臺中心在線業(yè)務(wù)系統(tǒng)；票卡更新、單程票發(fā)售等脫機數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)上傳至平臺中心數(shù)據(jù)歸集系統(tǒng)。

系統(tǒng)升級后，可以通過逐站接入的方式進行，升級期間，原有系統(tǒng)和云平臺系統(tǒng)共同運行，運行穩(wěn)定后，再將所有車站系統(tǒng)接入云平臺中，接入后，釋放大量原來車站工作的服務(wù)器，可以用來作為云平臺基礎(chǔ)建設(shè)使用或者其他輔助系統(tǒng)的使用，節(jié)省了大量的服務(wù)器資源以及降低維護成本。

4.結(jié)束語

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，基于云架構(gòu)、大數(shù)據(jù)分析的系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)方案相對成熟，售檢票系統(tǒng)作為地鐵運營的主要系統(tǒng)，采用云架構(gòu)的方案建設(shè)將是一種趨勢，并且越來越多的新線開通也逐漸趨向于這種模式，最大的優(yōu)點除了建設(shè)成本和運營管理成本明顯降低外，也能提升運營服務(wù)質(zhì)量。數(shù)據(jù)集中后，通過成熟的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以挖掘出更多有利于地鐵運營的數(shù)據(jù)，最終形成完全智能的售檢票系統(tǒng)。

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