摘 要：地鐵線網(wǎng)清分中心進行云平臺技術升級改造，對城市軌道交通系統(tǒng)降低硬件成本、提升運行效率和服務質量至關重要。本技術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方案。該技術方案可以有效控制項目風險，確保在不影響現(xiàn)有服務的情況下完成系統(tǒng)升級，平穩(wěn)地過渡到云平臺架構，最大化地發(fā)揮新技術的優(yōu)勢，持續(xù)提升運營效率、生產(chǎn)效率與服務質量。

關鍵詞：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]實施云平臺技術升級改造[2]，通過將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心遷移至云端，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理能力的大幅提升、資源的靈活調配以及系統(tǒng)的快速擴展，有效應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)化票務管理、提高乘客出行體驗，并為決策者提供基于大數(shù)據(jù)的分析報告。此外，云平臺改造還能降低硬件維護成本，增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，確保支付結算等關鍵業(yè)務的連續(xù)性[3]。本技術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、當前架構和未來規(guī)劃

（一）既有線AFC架構

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、線路中央計算機、車站計算機、車站終端設備、車票五層架構[4]進行

設計。

第五層：軌道交通清分中心（ACC）；

第四層：線路中央計算機系統(tǒng)（LC）；

第三層：車站計算機系統(tǒng)（SC）；

第二層：車站終端設備（SLE）；

第一層：車票（TICKET）。

寧波軌道交通5號線工程建設時，采用多線路中央級系統(tǒng)（MLC）建設方案，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==程運營和管理的要求，同時還滿足遠期工程的接入需求。MLC 系統(tǒng)容量及接口應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，并預留遠期規(guī)劃的其他線路接入所需的擴展和升級條件。

MLC系統(tǒng)實現(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各線聯(lián)網(wǎng)運行的要求，實現(xiàn)軌道交通線網(wǎng)內無障礙換乘，所有終端設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)設置于東環(huán)南控制中心，MLC異地災備系統(tǒng)及線網(wǎng)模擬測試中心設置于3號線首南車輛基地內。

（二）第三輪規(guī)劃AFC架構方案

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規(guī)劃（2020年～2025年）》，第三輪線網(wǎng)規(guī)劃建設6號線一期、7號線、8號線一期及部分延長線等5條線路，并計劃在下應南車輛段（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)架構及預留條件，采用四層架構進行設計[5]。

第四層：多線路中央級系統(tǒng)（MLC）；

第三層：車站計算機系統(tǒng)（SC）；

第二層：車站終端設備（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進行智能整合、提升，打造地鐵服務場景的創(chuàng)新以及改革，提升客運服務、資訊服務、票務服務具有重要意義。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，同步建設主用城軌云平臺（以下簡稱云平臺），并在一控設置備用城軌云平臺作為異地災備中心，對關鍵系統(tǒng)（如MLC）、數(shù)據(jù)進行異地容災保護。

該云平臺由數(shù)據(jù)接入層、網(wǎng)絡層、基礎設施層、平臺層、應用層等組成：

第一，數(shù)據(jù)接入層。利用智能傳感、邊緣計算等技術，實現(xiàn)信息的大范圍、深層次的數(shù)據(jù)匯集和預處理，構建軌道交通智能平臺的數(shù)據(jù)基礎。

第二，網(wǎng)絡層。利用物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)、OTN、WLAN、LTE、5G、藍牙等技術，實現(xiàn)高帶寬、高可靠性、快速精準、多網(wǎng)融合的信息傳輸功能。

第三，基礎設施層（IaaS）。利用云計算的資源共享、快速彈性部署等特點，為集團6大類業(yè)務應用提供硬件資源支撐。

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

第五，應用層（SaaS）以實際業(yè)務需求為驅動。為運營生產(chǎn)、運營管理、企業(yè)管理、建設管理、資源管理以及乘客服務六大類業(yè)務提供服務能力。

六大類主營業(yè)務應用按統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施的方式進行建設。管理、建設、生產(chǎn)可分開建設，并統(tǒng)一云管平臺。云管平臺可隨生產(chǎn)云一同構建，并具備納管異構云平臺的功能。也可采用一次性建設統(tǒng)一的云平臺，但因建設時序、設備停產(chǎn)等問題，一次性建設統(tǒng)一云平臺實施難度較大。

新建線路的業(yè)務應用統(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）及相關業(yè)務同步遷移入云。寧波AFC系統(tǒng)在云平臺改造升級后的線網(wǎng)架構如圖2所示。

（二）過渡方案

寧波第三輪線網(wǎng)規(guī)劃中，下應南控制中心計劃于2025年下半年建成并投入使用，寧波8號線一期工程預計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)進行票務功能處理，且寧波8號線開通時無法接入升級后的云內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的票務清分功能。

本技術研究提出一套MLC過渡改造方案，架構如圖3所示。

通過敷設下應南控制中心至東環(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），剩余光纜用作云內傳輸通道，并在路由兩側預留光纜接口。過渡期間，分別在下應南控制中心、東環(huán)南路控制中心設置臨時AFC線網(wǎng)通信匯聚交換機，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，再通過一控臨時AFC線網(wǎng)通信匯聚交換機接入MLC，實現(xiàn)過渡期間8號線AFC系統(tǒng)與MLC的連接，保障8號線開通時的票務清分需求。

三、分步改造技術方案分析

寧波既有線網(wǎng)AFC系統(tǒng)分步升級改造的關鍵難點如下：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（如新增服務器、傳輸設備等）。

該分步改造技術方案能夠有效地解決難點，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災備通道）使用，如圖5所示。改造完成后，原MLC服務器、交換機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）能夠切換運作，當主用云平臺存在運行故障時，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行和乘客正常過閘。

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

缺點：寧波8號線采用的是第三輪線網(wǎng)規(guī)劃標準建設，配備無人化智能客服中心，閘機配置人臉識別模塊和掌靜脈識別模塊等生物支付技術，由于開通時相關基于云平臺搭建的后臺系統(tǒng)未投入使用，在一控設置額外服務器承載相關系統(tǒng)會增加后期運營成本，相關功能待二控主用云平臺建設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。

結語

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

參考文獻：

[1]黃展宗思.地鐵AFC系統(tǒng) “ 互聯(lián)網(wǎng)+”技術應用研究與實踐[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2020（08）：27-32.

[2]駱濱.云計算環(huán)境下地鐵新型AFC系統(tǒng)研究[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2022（01）：103-108.

[3]羅軍舟，金嘉暉，宋愛波，等.云計算：體系架構與關鍵技術[J].計算機研究與發(fā)展，2019，56（01）：69-89.

[4]楊承東.面向智能交通的AFC系統(tǒng)架構研究[J].鐵道通信信號，2013，49（08）：79-82.

[5]朱莉.城市軌道交通AFC架構的演變及發(fā)展[J].人民公交，2024，49（08）：58-60.