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基于云平台的城市轨道交通自动售检票系统设计

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景亮方晖张森

摘要：城市轨道交通AFC系统在运营中每天都会产生海量的票务及客流数据，这些数据由车站终端设备不断上传到线路中央并存储在线网中央清分系统中，随着数据的不断增加致使数据库软硬件设施和安防设备等不断增容，既浪费资源又增加建设和运营使用成本。文章把云平台应用在AFC系统中，既可以减少软硬件存储和安防等设备，并可对数据的计算、存储等流程进行云资源配置，有效降低AFC系统的建设采购及运营使用成本，提高整个城市轨道交通AFC系统线网的云平台设计标准化水平。

关键词：城市轨道交通;AFC系统;云平台;控制中心;车站

中图分类号：U231+.92

截至2019年底，国内包括上海、北京、广州、南京、重庆、武汉等共40座城市开通运营208条城市轨道交通线路，运营线路总长度达6736.2km，全年累计完成客运量237.1亿人次，比上年增加26.4亿人次，增长12.5%，日均约6496万人次。海量的客流和票务数据导致自动售检票（AFC）系统不断扩容改造，成倍增加存储和信息处理能力，软硬件建设及运营使用成本增加。如何实现AFC系统所有信息不断交互共享，有效降低软硬件设备及人力使用成本，以更加精细和动态地方式管理城市轨道交通AFC系统，提高整个线网AFC系统运营的信息化、数字化、智能化服务水平，成为每个城市轨道交通AFC系统的建设和运营方向。本文基于云平台对城市轨道交通AFC系统进行优化设计和探索研究，实现了AFC系统所有软硬件集中设置，资源共享，提高了AFC系统智能化水平。

1基于云平台的AFC系统

1.1系统功能

AFC系统控制中心云平台作为整个城市轨道交通智慧化信息云平台的一部分，主要包括以下功能：

（1）负责整个城市轨道交通线网车票的初始化和预付值、问题车票的处理和分析、线路间车票的调配、黑名单管理;

（2）负责各条线路票务管理、库存管理、票卡调配、报表统计、车票清洗等。

1.2系统架构

基于传统线路的AFC系统和基于云架构的AFC系统架构对比如图1所示。AFC系统控制中心云平台包含线路中央计算机系统（LCC）、线网清分中心系统（ACC）、互联网AFC系统（iAFC）等所有AFC系统的中央控制系统，提供AFC系统线网控制中心的软件和硬件管理设备，满足AFC系统线网控制中心的运营管理需求，同时把各条线路的LCC系统、多线路中央计算机系统（MLC）等都纳入AFC系统控制中心云平台。AFC系统架构由5层转变为4层，使系统更加集约、软硬件设备更加集中，同时，极大地减少了软硬件资源的重复设置，提高了系统运行效率。

1.3系统接口

AFC系统中央级公有云私有网络（VirtualPrivateCloud，VPC）是用户可自定义的网络，在这个私有网络内部署云主机、负载均衡、数据库、存储等云服务资源;虚拟数据中心（VirtualDataCenter，VDC）用于对可用的CPU、内存资源、存储和网络进行管理。其特点是资源虚拟化、自动化、资源隔离，资源分配可追溯、自服务。VDC与VPC没有本质的不同，VDC是建立在VPC之上，只有VPC得以实现，VDC才能产生。在VDC里，网络由用户自己定义，包括二层网络、三层网络（子网）、路由、安全策略、负载均衡等都是用户控制。

基于云架構的AFC系统线路接口界面如图2所示。AFC系统控制中心云平台把所有AFC中央级系统的数据全部通过VDC和VPC公有云上的私有网络进行存储和计算，所有数据通过通信骨干网连接每条线路车站SC系统，实现AFC系统控制中心云平台上的中央级数据和车站级数据实时上传下达;各车站AFC系统SLE包含自动售票机、自动检票机、互联网取票机等终端设备，负责把实体车票和电子车票的票务、客流、乘车等数据以及自身的设备状态数据信息收集归类，上传到各SC系统上，并执行中央控制系统通过SC下发的所有参数和命令;各车站SC系统具有上传下达功能，既把中央控制系统的参数和命令一并处理运算下发到SLE上，又负责把SLE上传的数据在接入云平台前先做线路数据汇聚，且每条线路的数据分别汇总，以减轻AFC系统控制中心云平台软硬件设备的负荷。

2控制中心云平台设计

AFC系统控制中心云平台系统设备设置如图3所示。基于云平台的控制中心整体结构更为简化，维护使用更为方便，同时，比传统AFC系统控制中心的性能更加强大。

2.1硬件设备设置

AFC系统控制中心云平台设置有存储资源池、计算资源池、信息安全设备、网络交换通信设备等硬件设备，根据云平台对接入系统的信息安全等保要求，配置相应的安全设备;汇聚节点作为线路AFC系统防病毒升级及维护的管理后台，为车站SC系统、票务、培训/测试系统设置完整的病毒防护体系;控制中心云平