探究軌道交通AFC 系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

魯霞

摘要：隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷深入，各城市軌道交通獲得了快速的發(fā)展，作為運(yùn)營(yíng)核心子系統(tǒng)的自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（Automatic Fare Collection，AFC），近年來(lái)得到了較為廣泛的應(yīng)用。AFC是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等的龐大系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售票、自動(dòng)檢票、自動(dòng)計(jì)費(fèi)、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)清分等功能。AFC系統(tǒng)工程是依靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持而建立的，由此實(shí)現(xiàn)各設(shè)備之間的通信，以及數(shù)據(jù)之間的傳遞與交互。本文將針對(duì)AFC中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用進(jìn)行深入分析和探究。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)售檢票系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；安全性

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）11-0034-02

1 AFC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述

AFC 系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上可劃分為四層，每一層都包含相對(duì)獨(dú)立的職能，同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)將各層連接組成一個(gè)完整的系統(tǒng)。具體如下圖所示：

（1）第一層：ACC及一卡通系統(tǒng)

ACC系統(tǒng)是城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)條件下AFC系統(tǒng)的管理中心。其主要功能是統(tǒng)一城市軌道交通AFC系統(tǒng)的各種運(yùn)行參數(shù)、收集AFC系統(tǒng)產(chǎn)生的交易和審計(jì)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)清分和對(duì)帳、具備數(shù)據(jù)管理、客流分析、票卡發(fā)行、票務(wù)管理功能，同時(shí)負(fù)責(zé)連接城市軌道交通AFC系統(tǒng)和一卡通清分系統(tǒng)，可適應(yīng)多線(xiàn)路自動(dòng)售檢票系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)模式。

（2）第二層：LC系統(tǒng)

LC系統(tǒng)是AFC系統(tǒng)的核心和大腦，是系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)管理中心和交易數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析中心，用其實(shí)現(xiàn)線(xiàn)路設(shè)備監(jiān)控、運(yùn)營(yíng)管理、數(shù)據(jù)的集中采集、各種業(yè)務(wù)報(bào)表處理。LC可以接收ACC系統(tǒng)下發(fā)的運(yùn)營(yíng)參數(shù)并下發(fā)至車(chē)站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及車(chē)站終端設(shè)備，同時(shí)接收終端設(shè)備上傳的各類(lèi)交易和管理數(shù)據(jù)，并按照票務(wù)清分系統(tǒng)的要求上傳，實(shí)現(xiàn)清分對(duì)賬功能。

（3）SC系統(tǒng)

SC 系統(tǒng)是直接控制車(chē)站終端設(shè)備的基本管理單元，負(fù)責(zé)對(duì)車(chē)站系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)、票務(wù)、收益、維修等的集中管理。SC系統(tǒng)接收LC系統(tǒng)下達(dá)的各類(lèi)運(yùn)營(yíng)參數(shù)并下發(fā)給各終端設(shè)備、接收終端設(shè)備上傳的交易數(shù)據(jù)等并轉(zhuǎn)發(fā)給LC系統(tǒng)。另外，系統(tǒng)操作員還可以通過(guò)在SC工作站上設(shè)置命令，來(lái)控制車(chē)站系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)，及車(chē)站設(shè)備的運(yùn)行。

（4）車(chē)站終端設(shè)備

車(chē)站終端設(shè)備安裝在各車(chē)站的站廳，包括各類(lèi)操作終端，如自動(dòng)售票機(jī)、自動(dòng)檢票機(jī)、半自動(dòng)售/補(bǔ)票機(jī)、自動(dòng)查詢(xún)機(jī)等，直接對(duì)乘客提供自動(dòng)售檢票服務(wù)。車(chē)站終端設(shè)備通過(guò)車(chē)站網(wǎng)絡(luò)連接到車(chē)站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)上傳至SC并接收SC下發(fā)的參數(shù)及指令。

2 AFC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

AFC作為軌道交通的票務(wù)收集系統(tǒng)，對(duì)軌道交通的正常高效運(yùn)營(yíng)非常重要，對(duì)IT系統(tǒng)和承載網(wǎng)絡(luò)都有較高的要求。由于AFC系統(tǒng)通信節(jié)點(diǎn)眾多，業(yè)務(wù)流程復(fù)雜，所有數(shù)據(jù)都需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在各節(jié)點(diǎn)之間傳輸，如果交易數(shù)據(jù)丟失或者損壞則會(huì)直接影響收益。因此AFC網(wǎng)絡(luò)必須符合以下要求：應(yīng)具有高可靠性，以保證業(yè)務(wù)處理穩(wěn)定運(yùn)行；應(yīng)具備高安全性，保證所有網(wǎng)絡(luò)信息的機(jī)密、完整、可用；應(yīng)易于管理，方便操作人員維護(hù)；應(yīng)具有完善的自診斷功能及高度數(shù)據(jù)傳輸安全性。

天津地鐵九號(hào)線(xiàn)采用了設(shè)計(jì)合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。AFC系統(tǒng)處于獨(dú)立專(zhuān)網(wǎng)之中，與外界網(wǎng)絡(luò)隔離，具體架構(gòu)如下圖所示。系統(tǒng)核心交換機(jī)、防火墻、路由器之間運(yùn)行OSPF動(dòng)態(tài)路由，各設(shè)備接口間開(kāi)啟OSPF協(xié)議，相互學(xué)習(xí)地址，同時(shí)保證了網(wǎng)絡(luò)的冗余性，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，OSPF可以計(jì)算可用路由，使網(wǎng)絡(luò)及時(shí)恢復(fù)，提高系統(tǒng)高可用性。

2.1 AFC與ACC系統(tǒng)連接

中央機(jī)房配備兩臺(tái)Cisco防火墻、兩臺(tái)Cisco路由器，分別設(shè)置主備模式，接入ACC系統(tǒng)。路由器將AFC與ACC兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行“翻譯”，以使數(shù)據(jù)在兩個(gè)系統(tǒng)之間進(jìn)交互。網(wǎng)絡(luò)防火墻具備較強(qiáng)的訪(fǎng)問(wèn)控制、IP地址翻譯和映射、網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)記錄統(tǒng)計(jì)等功能，可以限制外部網(wǎng)絡(luò)對(duì)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的非法訪(fǎng)問(wèn)、按規(guī)則接收或拒收數(shù)據(jù)包、在網(wǎng)絡(luò)層對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行模式檢查。

2.2 LC系統(tǒng)與SC系統(tǒng)連接

如圖所示，中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)連接了數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、通訊服務(wù)器、網(wǎng)管服務(wù)器、報(bào)表服務(wù)器、歷史服務(wù)器、病毒服務(wù)器等多臺(tái)服務(wù)器，還連接了LC管理工作站、打印機(jī)等設(shè)備。中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)專(zhuān)用OTN網(wǎng)絡(luò)與車(chē)站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、車(chē)站終端設(shè)備進(jìn)行連接，從而構(gòu)成一個(gè)完整的AFC系統(tǒng)。

中央機(jī)房由兩臺(tái)赫斯曼三層交換機(jī)作為核心交換機(jī)，配置主備模式，當(dāng)主交換機(jī)產(chǎn)生故障時(shí)，自動(dòng)切換至備機(jī)運(yùn)行。車(chē)站網(wǎng)絡(luò)通過(guò)傳輸環(huán)網(wǎng)接入核心交換機(jī)，每個(gè)車(chē)站設(shè)置一個(gè)子網(wǎng)，避免單個(gè)設(shè)備發(fā)生故障，造成網(wǎng)絡(luò)環(huán)境阻塞，導(dǎo)致廣播風(fēng)暴的問(wèn)題，保證了系統(tǒng)的安全運(yùn)行。另外通過(guò)設(shè)置將各車(chē)站與生產(chǎn)核心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔離，使車(chē)站與車(chē)站之間互不影響，核心網(wǎng)絡(luò)不受影響，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時(shí)LC工作站網(wǎng)絡(luò)也單獨(dú)劃分了vlan，與車(chē)站網(wǎng)絡(luò)隔離，提高系統(tǒng)的安全性。

2.3配備網(wǎng)絡(luò)管理軟件

中央系統(tǒng)設(shè)置網(wǎng)管服務(wù)器，安裝飛思網(wǎng)巡網(wǎng)管軟件，對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全方位的監(jiān)控管理。通過(guò)此軟件可以自動(dòng)發(fā)現(xiàn)新增網(wǎng)絡(luò)接點(diǎn)，檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)連接，生成網(wǎng)絡(luò)圖，用圖形方式顯示網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)內(nèi)設(shè)備、端口及線(xiàn)路，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的安全漏洞，排除網(wǎng)絡(luò)故障，保障系統(tǒng)安全性。

3 AFC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理

從上文分析中看出，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于AFC系統(tǒng)的重要性是不言而喻的，做好網(wǎng)絡(luò)的管理工作十分關(guān)鍵。不管整個(gè)AFC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)得多么完善，由于AFC系統(tǒng)與乘客及內(nèi)部管理人員有著密切的交互，保證系統(tǒng)的安全性還需要嚴(yán)格的安全策略來(lái)配合，這樣才能保障系統(tǒng)正常運(yùn)營(yíng)。

3.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理

AFC系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備多種多樣，因此針對(duì)不同的設(shè)備應(yīng)采取不同的管理方法。例如通過(guò)網(wǎng)管軟件實(shí)時(shí)查看整體網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)；通過(guò)IE方式登錄核心交換機(jī)查看具體配置，對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改；使用遠(yuǎn)程telnet方式，也可以使用console登錄方式查看防火墻狀態(tài)，配置訪(fǎng)問(wèn)控制。另外我們需要定期檢查計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)物理連接線(xiàn)路，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)界面監(jiān)控和光纖測(cè)試儀的測(cè)試，對(duì)線(xiàn)路的工作狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，保障線(xiàn)路的通暢。

3.2 網(wǎng)絡(luò)故障的處理

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)難免會(huì)出現(xiàn)故障，例如物理線(xiàn)路損壞、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件故障、網(wǎng)絡(luò)配置錯(cuò)誤等，這些都會(huì)影響系統(tǒng)的安全運(yùn)營(yíng)，因此我們要加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障的診斷處理工作。通過(guò)日常巡檢和定期維護(hù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并記錄每次故障的具體原因及解決方式，為日后網(wǎng)路故障的診斷維修提供可靠的參考數(shù)據(jù)，最大程度的減少網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)城市軌道交通計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)其在AFC中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的分析。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在AFC中的實(shí)際應(yīng)用，在很大程度上提高了我國(guó)城市軌道交通運(yùn)行時(shí)的安全性與可靠性。在高科技技術(shù)引領(lǐng)之下的今天，隨著更新、更具有實(shí)用性?xún)r(jià)值的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，我們還應(yīng)當(dāng)將其更為廣泛的應(yīng)用到地鐵AFC 系統(tǒng)的建設(shè)當(dāng)中，以在最大限度之內(nèi)，提高地鐵AFC的通信以及網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，為我國(guó)城市軌道交通的建設(shè)及后期投入運(yùn)行提供主要支持。

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