地鐵自動(dòng)售檢票(AFC)系統(tǒng)及其發(fā)展趨勢(shì)

文/劉斌

（中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)研究院系統(tǒng)集成部，北京 100000）

1.AFC系統(tǒng)基本概述

AFC系統(tǒng)是軌道交通經(jīng)營(yíng)、運(yùn)行過(guò)程中的重要組成部分，軌道交通乘坐人員是其服務(wù)對(duì)象。這一系統(tǒng)能夠使地鐵實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)行以及獲取收益。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中，越來(lái)越多的人在出行時(shí)選擇乘坐地鐵，傳統(tǒng)檢票系統(tǒng)與售票系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足乘客實(shí)際出行需要。為使乘客獲得優(yōu)質(zhì)服務(wù)，提高地鐵系統(tǒng)運(yùn)行的效率，相關(guān)部門需要增加AFC系統(tǒng)投入。[1]AFC系統(tǒng)功能主要體現(xiàn)在硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)兩個(gè)方面。硬件系統(tǒng)可以保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性以及安全性，它的功能主要體現(xiàn)在自動(dòng)售票、旅客咨詢、進(jìn)出閘機(jī)控制等方面。軟件系統(tǒng)可以管理整個(gè)交通系統(tǒng)[2]，它的功能主要體現(xiàn)在票務(wù)管理、庫(kù)存管理、車票結(jié)算管理、車票運(yùn)營(yíng)管理等方面，能夠?yàn)榻煌ㄏ到y(tǒng)提供各種信息服務(wù)。

AFC系統(tǒng)架構(gòu)可以劃分為五層：①第一層是清分系統(tǒng)。它是整個(gè)AFC系統(tǒng)的線網(wǎng)控制管理中心，其與移動(dòng)支付平臺(tái)、城市一卡通等結(jié)算系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，有效完成了下發(fā)系統(tǒng)參數(shù)、上傳交易數(shù)據(jù)、票務(wù)對(duì)賬、票務(wù)清算等工作。②第二層是由中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的中央層，它目前處于MCC（多線中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）和LCC（線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）兩種模式并存階段，它是AFC系統(tǒng)的線路管理中心。③第三層是由車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成的車站層。它先接受中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出指令，并且采集和統(tǒng)計(jì)車站內(nèi)的客流數(shù)據(jù)、交易數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)狀態(tài)信息，然后將獲得的信息上傳到中央系統(tǒng)，并且監(jiān)控車站終端設(shè)備實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況，最后根據(jù)實(shí)際需要來(lái)啟用緊急運(yùn)行模式。[3]④第四層是由終端設(shè)備組成的終端層。它主要負(fù)責(zé)售票、充值、補(bǔ)票、檢票、查詢、更新、退票等業(yè)務(wù)。⑤第五層是車票層。車票既是乘車憑證，也是交易信息主要載體，它貫穿于售票和檢票的整個(gè)過(guò)程中。

2.AFC系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1交易安全技術(shù)

AFC系統(tǒng)中的安全技術(shù)是售票系統(tǒng)中的重要技術(shù)，它可以最大限度地保證系統(tǒng)交易的安全性。應(yīng)用密鑰、TAC和通信中間件等交易安全技術(shù)，有利于在銀行收款系統(tǒng)與自動(dòng)售票機(jī)之間構(gòu)建安全的交易紐帶和交易環(huán)境。采用二維碼過(guò)閘、云閃付的方式，有利于保證地鐵檢票和地鐵售票的安全性。[4]總之，在AFC系統(tǒng)中應(yīng)用交易安全技術(shù)，有利于提高票務(wù)交易的安全性、票務(wù)交易網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而保證了AFC系統(tǒng)的可靠性。

2.2檢票機(jī)控制技術(shù)

在實(shí)際工作中，檢票系統(tǒng)的應(yīng)用比較關(guān)鍵。檢票機(jī)主要由車票讀寫器、電源、顯示器、安全閘門、報(bào)警系統(tǒng)等組成，檢票系統(tǒng)涉及的環(huán)節(jié)較多。[5]因此，在檢票機(jī)運(yùn)行時(shí)，各環(huán)節(jié)應(yīng)處于協(xié)調(diào)狀態(tài)，各部件應(yīng)有序工作。在地鐵系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，工作人員需應(yīng)用檢票機(jī)控制技術(shù)與監(jiān)督技術(shù)來(lái)監(jiān)控檢票機(jī)的工作狀態(tài)。

2.3票務(wù)管理軟件

票務(wù)管理終端包括虛擬資源模塊和Web訪問模塊，前者屬于獨(dú)立模塊，后者屬于軟件模塊。工作人員可以利用Web訪問模塊，訪問云計(jì)算中心，實(shí)現(xiàn)虛擬資源分配目標(biāo)，建立虛擬資源模塊和訪問模塊之間的有效連接。虛擬資源模塊在收到連接請(qǐng)求后，會(huì)自動(dòng)在界面上輸入相關(guān)信息，直接調(diào)用虛擬資源層提供的云服務(wù)信息，并且在在屏幕上顯示工作人員所需的信息。

2.4拓?fù)浼夹g(shù)

目前，管理信息系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)常使用B/C模式。B/C模式在地鐵局域網(wǎng)的支持下，可以實(shí)現(xiàn)SLE和云的連接，并且在運(yùn)行過(guò)程中不僅能完成數(shù)據(jù)傳輸，還能直接獲取相關(guān)參數(shù)與指令。B/C模式是建立在B/S模式基礎(chǔ)上的系統(tǒng)，它可以通過(guò)云桌面向票務(wù)人員提供相關(guān)功能。該系統(tǒng)的硬件共為三個(gè)部分：通信網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算中心、車站終端設(shè)備。其中，云計(jì)算中心是核心部分，它由計(jì)算機(jī)、機(jī)架、服務(wù)器等構(gòu)成，可以結(jié)合地鐵路線、客流量、規(guī)模、站內(nèi)IT資源來(lái)部署相關(guān)工作。B/C模式應(yīng)用了多層網(wǎng)絡(luò)中的二層結(jié)構(gòu)：第一層結(jié)構(gòu)是服務(wù)器群，第二層結(jié)構(gòu)是聚合層交換機(jī)和中間層交換機(jī)。這種二層結(jié)構(gòu)有效保證了服務(wù)器流量的均衡性。在設(shè)計(jì)硬件時(shí)，通信網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用了光纖雙環(huán)網(wǎng)、主備交換機(jī)。應(yīng)用這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的目的是，保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性與安全性。車站終端設(shè)備通過(guò)以太網(wǎng)組成環(huán)網(wǎng)，并且借助交換機(jī)與通信網(wǎng)絡(luò)、云服務(wù)相連接。如果在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，那么終端能夠以孤島的運(yùn)行方式，保留最近一周的數(shù)據(jù)。

2.5界面控制技術(shù)

在AFC系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，有效控制界面是一項(xiàng)比較重要的工作?？刂平缑娴哪康氖?，保證乘客購(gòu)票時(shí)可以通過(guò)界面來(lái)清晰、全面地了解售票基本信息，從而準(zhǔn)確購(gòu)買車票。界面控制涉及三個(gè)方面的內(nèi)容：車站信息、車次信息、購(gòu)票信息與購(gòu)票方式。界面控制系統(tǒng)可以通過(guò)界面窗口組合、界面色彩拼接等方式來(lái)為不同的乘客提供個(gè)性化服務(wù)，從而保證乘客完成自助購(gòu)票。另外，乘客在操作購(gòu)票界面時(shí)，可以查看車次、選擇車站。在應(yīng)用界面控制技術(shù)時(shí)，界面設(shè)計(jì)與控制需要體現(xiàn)人性化。

2.6數(shù)據(jù)和事務(wù)一致性處理技術(shù)

應(yīng)用數(shù)據(jù)和事務(wù)一致性處理技術(shù)的目的是，有效處理服務(wù)器、自動(dòng)售票設(shè)備、購(gòu)票信息三者之間的數(shù)據(jù)和事務(wù)，保證三者之間的數(shù)據(jù)、事務(wù)的一致性。應(yīng)用數(shù)據(jù)和事務(wù)一致處理技術(shù)，可以有效處理操作、購(gòu)票、存檔等日常數(shù)據(jù)和事務(wù)，具體工作內(nèi)容包括硬件故障分析和處理、電源中斷、電源供給、服務(wù)器中斷、服務(wù)器開啟等。總之，數(shù)據(jù)和事務(wù)一致性處理技術(shù)是一項(xiàng)綜合性處理技術(shù)，它可以有效處理AFC系統(tǒng)的日常數(shù)據(jù)和事務(wù)。

2.7硬件接口技術(shù)

AFC系統(tǒng)中的設(shè)備由許多常見的配件構(gòu)成。因此，在應(yīng)用這些設(shè)備時(shí)，工作人員必須保證設(shè)備中的硬件接口的有效性和正確性。硬件接口技術(shù)的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①保證設(shè)備中各種硬件有效連接；②保證設(shè)備中各種硬件在組裝以后能夠降低出錯(cuò)率；③保證設(shè)備中的各個(gè)硬件有效配合。因此，在設(shè)計(jì)硬件接口時(shí)，接口命令必須統(tǒng)一，從而保證硬件接口技術(shù)得到有效落實(shí)。

3.AFC系統(tǒng)今后發(fā)展主要趨勢(shì)

在當(dāng)今大數(shù)據(jù)、移動(dòng)支付、人工智能、云計(jì)算技術(shù)獲得廣泛應(yīng)用和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的影響下，AFC系統(tǒng)向著智能化、去中心化、扁平化、實(shí)名化以及電子化的方向發(fā)展。AFC系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：①生物識(shí)別技術(shù)＋智能自助查詢與信用支付在AFC系統(tǒng)中獲得了廣泛應(yīng)用。生物識(shí)別技術(shù)主要應(yīng)用了聲學(xué)、光學(xué)、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)、生物傳感器基本原理，并且基于人體生理特征和行為特征來(lái)鑒定個(gè)人身份。其中，生理特征主要包括臉像、指紋、靜脈等，行為特征主要包括步態(tài)、筆跡等。這些特征和乘客實(shí)名制相結(jié)合，可以使乘客在無(wú)感支付狀態(tài)下過(guò)閘。應(yīng)用智能自助查詢技術(shù)，可以有效獲取語(yǔ)音購(gòu)票、車站三維布局、人臉注冊(cè)、乘客換乘路徑、車站周邊信息等。新設(shè)備、技術(shù)與AFC系統(tǒng)相結(jié)合，不僅能夠使乘客在使用時(shí)產(chǎn)生親切感，還能夠減輕工作人員的工作壓力，從而為乘客提供優(yōu)質(zhì)的出行服務(wù)。②在大數(shù)據(jù)平臺(tái)的支持下，AFC、門禁、PIS、BIM等系統(tǒng)的融合，有利于實(shí)現(xiàn)乘客出行管控的精確化、實(shí)名化，從而保證車站運(yùn)營(yíng)管理的科學(xué)性、可預(yù)測(cè)性。隨著智慧地鐵的發(fā)展，AFC系統(tǒng)將與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算有效結(jié)合，共同促進(jìn)地鐵行業(yè)的發(fā)展。AFC系統(tǒng)后臺(tái)存儲(chǔ)的大量客流信息，有利于深入挖掘商業(yè)價(jià)值。在技術(shù)革新的過(guò)程中，地鐵企業(yè)需要把握發(fā)展方向，重視技術(shù)儲(chǔ)備工作，從而推動(dòng)AFC系統(tǒng)的發(fā)展。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地鐵系統(tǒng)作為城市交通的重要組成部分，越來(lái)越受到人們的重視。地鐵建設(shè)情況可以反映城市發(fā)展實(shí)際的情況以及經(jīng)濟(jì)狀況。應(yīng)用AFC系統(tǒng)，有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售票、自動(dòng)檢票，在節(jié)省時(shí)間同時(shí)，也能為乘客提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。為推動(dòng)AFC系統(tǒng)的發(fā)展，地鐵企業(yè)需重視自主創(chuàng)新，加強(qiáng)新技術(shù)應(yīng)用，堅(jiān)持“可靠性、安全性、穩(wěn)定性”三項(xiàng)基本原則，從而給乘客帶來(lái)良好的出行體驗(yàn)。