重慶軌道交通信息化研究報告

重慶軌道交通信息化研究匯報 研究題目：重慶軌道交通信息化研究結(jié)題時間：年6月課題組組員：王楊，周飄飄，彭雪峰，王玉婷，任登芬，趙小靜執(zhí)筆人：王楊課題成果：設(shè)計的預(yù)期成果：理解都市軌道交通的整個運行流程；掌握信息技術(shù)在軌道交通中的應(yīng)用狀況，加深對新技術(shù)的學(xué)習(xí)；理解和學(xué)習(xí)其他有關(guān)學(xué)科知識。課題實際獲得的成果：理解都市軌道交通的整個運行流程：從安檢，買票，進站，上車，下車，出站的流程；在這個過程中，我們通過實地理解和征詢有關(guān)人員以及查閱有關(guān)資料，理解了購票系統(tǒng)是怎樣運作的！理解了檢票系統(tǒng)的設(shè)計及復(fù)雜程度；理解了信息提醒及報警系統(tǒng)的應(yīng)用；掌握了自動門的開關(guān)原理；明白了軌道之間的互相變化；理解了機車信號燈的規(guī)律。參照書目及資料：《計算機應(yīng)用》、《電磁學(xué)》、《光學(xué)》、《道路橋梁工程設(shè)計》以及通過網(wǎng)絡(luò)查詢工程設(shè)計師的論文，雜志等。附錄一：研究過程：1..5.20----.5.22：完畢選題；主導(dǎo)課題：重慶軌道交通信息化研究2..5.23----.5.25：完畢調(diào)研方案，組員分工；組員分工：1.周飄飄，趙小靜寫開題匯報；2.王玉婷，任登芬實地拍照，其他組員一起配合查閱有關(guān)知識；3.王楊，彭雪峰寫結(jié)題匯報。3..5.26----.6.15：按方案進行實地調(diào)研，查閱資料；4..6.15----.6.18：撰寫調(diào)研匯報。附錄二：材料：1.實拍重慶軌道交通運行路線：2實拍售票窗口：1.自動售票系統(tǒng)構(gòu)造：

都市軌道交通自動售檢票系統(tǒng)(AFC)的構(gòu)造進行了層次劃分,共分為車票、車站終端設(shè)備、車站計算機系統(tǒng)、線路中央計算機系統(tǒng)、清分系統(tǒng)五個層次。

層次構(gòu)造是按照全封閉的運行方式,以計程收費模式為基礎(chǔ),采用非接觸式IC卡為車票介質(zhì)的構(gòu)成原則,根據(jù)各層次設(shè)備和子系統(tǒng)各自的功能、管理職能和所處的位置進行劃分的。目前確定的五層構(gòu)造型式,是根據(jù)我國國情和都市發(fā)展現(xiàn)實狀況,綜合考慮了軌道交通建設(shè)的特點(如線路多而復(fù)雜、建設(shè)周期長、多種業(yè)主單位等狀況)而設(shè)置的,具有一定的可伸縮性。對各層次必須實現(xiàn)的功能和規(guī)定做出如下規(guī)定:

第一層———車票,是乘客所持的車費支付媒介,規(guī)定了儲值卡和單程票二種類型的物理特性、電氣特性、應(yīng)用文獻組織以及安全機制等技術(shù)規(guī)定;

第二層———車站終端設(shè)備,安裝在各車站的站廳,直接為乘客提供售檢票服務(wù)的設(shè)備,規(guī)定了車站終端設(shè)備及其運行管理的技術(shù)規(guī)定;

第三層———車站計算機系統(tǒng),其重要功能是對第二層車站終端設(shè)備進行狀態(tài)監(jiān)控、以及搜集本站產(chǎn)生的交易和審計數(shù)據(jù),規(guī)定了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理、運行管理及系統(tǒng)維護管理的技術(shù)規(guī)定;

第四層———線路中央計算機系統(tǒng),其重要功能是搜集本線路AFC系統(tǒng)產(chǎn)生的交易和審計數(shù)據(jù),并將此數(shù)據(jù)傳送給都市軌道交通清分系統(tǒng),以及與其進行對帳,規(guī)定了對該線路的車票票務(wù)管理、運行管理及系統(tǒng)維護的技術(shù)規(guī)定;

第五層———清分系統(tǒng),其重要功能是統(tǒng)一都市軌道交通AFC系統(tǒng)內(nèi)部的多種運行參數(shù)、搜集都市軌道交通AFC系統(tǒng)產(chǎn)生的交易和審計數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)清分和對帳、同步負責(zé)連接都市軌道交通AFC系統(tǒng)和都市一卡通清分系統(tǒng),規(guī)定了對車票管理、票務(wù)管理、運行管理和系統(tǒng)維護管理的技術(shù)規(guī)定;

2·車站終端設(shè)備

自動售檢票系統(tǒng)的服務(wù)功能重要是通過AFC系統(tǒng)設(shè)置在車站現(xiàn)場的自動售檢票設(shè)備來進行完畢的。目前AFC系統(tǒng)所波及的終端設(shè)備,重要由收費區(qū)外的接受付費(售票)設(shè)備和收費區(qū)出入控制的(檢票)設(shè)備等構(gòu)成,完畢都市軌道交通全程計程、計時收費的票務(wù)自動控制管理服務(wù)功能。

在起草本原則時,各有關(guān)單位對AFC設(shè)備與否需要獨立地進行原則制定做了分析,一致認(rèn)為在目前以合并在系統(tǒng)原則中很好。其重要考慮點有:

1)AFC系統(tǒng)終端設(shè)備的功能在目前已經(jīng)和計算機系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)愈加密不可分。

2)技術(shù)的發(fā)展使得AFC終端設(shè)備的可靠性有了很大的提高,尤其是我國目前已重要趨向于采用以非接觸式IC電路為車票媒介的AFC系統(tǒng),AFC設(shè)備的重要服務(wù)功能將更具系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化特性。

3)目前我國都市軌道交通建設(shè)正處在規(guī)劃AFC系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展起步(新興大都市)和全網(wǎng)聯(lián)運(已經(jīng)有若干線網(wǎng)的超大都市的“一票通”、“一卡通”等)的階段,但均不完全具有將AFC系統(tǒng)設(shè)計和AFC設(shè)備設(shè)計分別進行的機制和實行基礎(chǔ),AFC工程項目需要從系統(tǒng)地和實際整體需求上作統(tǒng)一設(shè)計規(guī)劃。

4)本原則對AFC系統(tǒng)終端設(shè)備規(guī)定了在車站現(xiàn)場使用的最基本的售檢票設(shè)備的技術(shù)性能和技術(shù)規(guī)定,重要是售票設(shè)備(半自動售票機、全自動售票機)和檢票設(shè)備。5）在制定技術(shù)性能和技術(shù)指標(biāo)規(guī)定的過程中,較充足地兼顧考慮了我國已經(jīng)有的AFC系統(tǒng)設(shè)備的引進建設(shè)、開發(fā)制造和系統(tǒng)使用維護等方面的經(jīng)驗和國際、國內(nèi)的發(fā)展先進水平,對某些控制措施有不一樣規(guī)定的設(shè)備規(guī)格,也兼顧地列入原則供選擇性采用。

6)對AFC系統(tǒng)也許波及到的其他設(shè)備,如車票編碼/分揀設(shè)備、車票自動加值設(shè)備、驗票機、半自動補票機、全自動補票機、雙向檢票機、兌幣機、便攜式檢票終端、便攜式驗票/補票終端以及不在都市軌道交通現(xiàn)場服務(wù)的遠程售票設(shè)備等都未列入本規(guī)范。其重要考慮這些設(shè)備的技術(shù)性能規(guī)定可以部分地參照本原則已經(jīng)列入的重要售檢票設(shè)備設(shè)計,采用基本的售票設(shè)備和檢票設(shè)備可以構(gòu)成基本完整的AFC系統(tǒng)。

2.車站計算機系統(tǒng)

車站計算機系統(tǒng)是都市軌道交通自動售檢票系統(tǒng)(AFC)的關(guān)鍵設(shè)備之一,原則條文重要考慮如下幾種問題并做對應(yīng)規(guī)定。

1)服務(wù)器重要用于采集車站設(shè)備數(shù)據(jù)、向上級系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)、存儲和處理車站數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用于整個車站設(shè)備組網(wǎng),操作工作站用于處理車站票務(wù)工作和車站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控,緊急按鈕重要在緊急狀況下開放所有閘機,不間斷電源保證車站AFC系統(tǒng)不間斷運作,打印機用于打印車站多種有關(guān)報表。

2)運行參數(shù)、運行模式和黑名單是車站設(shè)備和車站計算機系統(tǒng)正常工作的基本條件,均由上級系統(tǒng)統(tǒng)一管理,對于車站設(shè)備來講,車站計算機系統(tǒng)起到接受、轉(zhuǎn)發(fā)的作用;對于車站計算機系統(tǒng)來講,車站起接受和執(zhí)行的作用。

3)終端設(shè)備的原始交易數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)是中央系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)接受、賬務(wù)清分的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),車站計算機系統(tǒng)采集車站終端設(shè)備的原始交易數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù),并上傳給線路中央計算機系統(tǒng)。

4)對終端設(shè)備監(jiān)控可以及時掌握車站設(shè)備工作狀況,出現(xiàn)故障及時修復(fù),是保證對乘客高質(zhì)量服務(wù)的有效措施,因此車站計算機系統(tǒng)需具有對車站終端設(shè)備進行實時監(jiān)控,并能顯示設(shè)備的通信、運行狀態(tài)及故障等信息的功能。

5)車站計算機系統(tǒng)完畢車站各類票務(wù)管理工作,如車站多種票卡和現(xiàn)金庫存管理、售票員業(yè)務(wù)管理、設(shè)備操作管理等。

6)車站票務(wù)管理包括數(shù)據(jù)處理功能,重要是采集終端設(shè)備數(shù)據(jù),并對原始數(shù)據(jù)進行處理。業(yè)務(wù)記錄功能重要指生成多種有關(guān)報表。實時監(jiān)控系統(tǒng)運行功能重要指實時對有關(guān)運行數(shù)據(jù)如客流進行監(jiān)控,對于突發(fā)事件可以及時采用有效措施。接受和發(fā)送運行指令重要指接受上級系統(tǒng)指令,向下級終端設(shè)備發(fā)送指令。設(shè)備監(jiān)控重要指對車站終端設(shè)備運作狀況進行實時監(jiān)控,在異常狀況可以及時處理。時鐘同步重要指車站設(shè)備與上級系統(tǒng)時鐘保持一致,在時鐘不一致的狀況可以修改車站計算機系統(tǒng)時鐘和終端設(shè)備時鐘。

7)車站需對往日的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行查詢,車站計算機系統(tǒng)需具有保留不少于7個運行日的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的能力,數(shù)據(jù)備份是保證車站計算機系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全的有效措施。記錄審核與應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫安全性有關(guān)的事件,是車站計算機必須具有的安全措施。

8)為保證設(shè)備軟件版本一致,設(shè)備軟件版本統(tǒng)一由中央系統(tǒng)管理,車站計算機系統(tǒng)接受線路中央計算機系統(tǒng)下傳的設(shè)備更新軟件,通過車站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)對車站終端設(shè)備的軟件進行更新。

9)車站服務(wù)器應(yīng)可以適應(yīng)車站惡劣工作環(huán)境,以及其功能的重要性均規(guī)定服務(wù)器為工業(yè)級計算機。

10)車站整個票務(wù)工作24小時不間斷,因此車站計算機系統(tǒng)也需能支持系統(tǒng)24小時持續(xù)在線實時運行。

11)車站計算機系統(tǒng)如在斷電時不具有系統(tǒng)和數(shù)據(jù)自動保護功能,則輕易丟失部分?jǐn)?shù)據(jù),甚至使系統(tǒng)無法正常工作。

12)每日交易量和每分鐘處理數(shù)據(jù)能力,是整個車站計算機系統(tǒng)能否滿足實際車站運作的重要指標(biāo),根據(jù)部分都市的運行經(jīng)驗,車站計算機系統(tǒng)應(yīng)具有每日處理不少于30萬筆交易量和每分鐘能處理5000條交易數(shù)據(jù)的能力。

13)為了可以及時掌握車站設(shè)備狀態(tài),碰到問題可以及時處理,車站計算機系統(tǒng)應(yīng)具有能實時查詢車站設(shè)備狀態(tài)及數(shù)據(jù)的功能,至少在5秒內(nèi)下達查詢命令并返回查詢成果。

14)車站計算機系統(tǒng)可以對本車站保留的AFC數(shù)據(jù)進行記錄,并能形成對應(yīng)報表,在30秒內(nèi)顯示并返回查詢成果,如超過30秒,等待時間過長。

15)車站所有設(shè)備應(yīng)在統(tǒng)一的模式下運作,車站計算機下達的系統(tǒng)命令應(yīng)能在5秒內(nèi)下到達車站所有設(shè)備,否則設(shè)備工作模式不統(tǒng)一。

16)在運行結(jié)束時,為不影響第二天的運行工作,車站計算機系統(tǒng)應(yīng)能在15分鐘內(nèi)完畢當(dāng)日運行作業(yè)程序的記錄,這一指標(biāo)是根據(jù)車站計算機處理的數(shù)據(jù)量和部分地鐵實際經(jīng)驗確定的。3.自動售檢票系統(tǒng)（簡稱AFC）

自動售檢票系統(tǒng)（簡稱AFC）

AFC系統(tǒng)實現(xiàn)軌道交通售票、檢票、計費、收費、記錄、清分、管理等全過程的自動處理。

自動售檢票系統(tǒng)一般包括自動控制、計算機網(wǎng)絡(luò)通信、現(xiàn)金自動識別、微電子計算、機電一體化、嵌入式系統(tǒng)和大型數(shù)據(jù)庫管理等高新技術(shù)運用.

設(shè)備構(gòu)成：

重要由線路中央AFC系統(tǒng)、車站AFC系統(tǒng)、終端設(shè)備和車票四部分構(gòu)成。

終端設(shè)備包括出/入站檢票閘機、自動售票機、車站票務(wù)系統(tǒng)、自動充值機、自動驗票機等現(xiàn)場設(shè)備。

車票有單程票、儲值票、特殊票。

應(yīng)用范圍：

AFC系統(tǒng)是國際化大都市軌道交通運行中普遍應(yīng)用的現(xiàn)代化聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)，伴隨自動售檢票系統(tǒng)的啟用，乘客目前可以通過各入口處的自動售票機購置電子票。

目前北京,上海,廣州,天津,深圳,南京等大都市的軌道交通地鐵站都廣泛使用了AFC系統(tǒng)作為重要客運管理應(yīng)用。

更多的應(yīng)用場所包括電影院，體育館，歌劇院，火車站，機場等。

]長處：

AFC系統(tǒng)開通后增長了自助服務(wù)功能，一是在原有人工售票基礎(chǔ)上，增設(shè)了自動購票機實現(xiàn)了乘客自助購票，并可減少排隊等待時間。二是增長了自動查詢機的數(shù)量，以便乘客自助查詢。三是增設(shè)了一卡通卡自動充值機，實現(xiàn)自助充值，以便乘客。

使用措施：

乘客使用自動售檢票系統(tǒng)重要是在TVM（自動售票機）前購票，乘客應(yīng)準(zhǔn)備好面值1元的硬幣或面值5元、10元的八成新紙幣，按照顯示屏提醒進行操作。假如購票出現(xiàn)余額，TVM會以硬幣方式找贖。

自動售票機和自動充值機可以有效識別紙幣和硬幣真?zhèn)危瑢τ谑褂眉賻耪?，一?jīng)發(fā)現(xiàn)將會移交有關(guān)部門處理。

購票后，自覺排隊在出入閘機前刷卡，刷卡時，要對的選卡、一人一卡、右手持卡、進站刷卡、保留好卡、出站刷（插）卡。同步在廣大乘客中大力倡導(dǎo)“文明刷卡、有序進站、次序出站、出入同檢”。

注意事項：

一.是次序刷卡。要有序通過閘機不要擁擠，人多時請選擇相鄰閘機均衡進、出站。

二.是規(guī)范刷卡。一卡通卡刷進刷出，單程票卡刷進插出。刷卡時都要將卡輕觸刷卡區(qū)，聽到確認(rèn)提醒音，看到閘門打開即可通過閘機。

三.是遇有問題時，請找車站工作人員處理。

四.一張一卡通卡不能多人同步使用，僅限本人當(dāng)次進、出站使用。由于一種完整的交易過程必須有進、出站記錄，只有形成一種完整的交易記錄，才能進行下一次交易。

五.地鐵在每個車站均安裝了多臺售檢票設(shè)備，一旦某臺設(shè)備發(fā)生故障，乘客可選擇使用其他同類設(shè)備。4.信息提醒系統(tǒng)4.1上下車標(biāo)示提醒，運用光學(xué)，計算機科學(xué)以及合成材料的運用。4.2自動門的啟動與關(guān)閉自動門系統(tǒng)是都市軌道交通車輛的一種重要部分，直接關(guān)系著乘客的安全。目前國內(nèi)的動車組多數(shù)采用單翼塞拉門，地鐵采用雙翼對開門。國內(nèi)常用的自動門重要是氣動門，如單翼氣動塞拉門、雙翼氣動內(nèi)藏式對開門，不過電動門作為一種新型的自動門系統(tǒng)，也逐漸被推廣應(yīng)用。1電動自動門工作原理自動門的工作原理為門板由支架支撐在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌連接到驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置通過導(dǎo)軌帶動門板滑動。每個門均有鎖閉機構(gòu)，在門關(guān)閉到位時，鎖閉機構(gòu)實現(xiàn)機械鎖閉。車門具有零速保護和安全連鎖電路，開關(guān)門有報警裝置。電動門的驅(qū)動裝置是一組電機組件，每節(jié)車有一種主控制器來控制本節(jié)車的車門。主控制器是自動門的指揮中心，通過內(nèi)部指令程序，發(fā)出對應(yīng)指令，指揮電機或電鎖類系統(tǒng)工作；同步人們也可通過主控器調(diào)整門扇啟動速度、啟動幅度等參數(shù)．外部信號由感應(yīng)探測器完畢，當(dāng)有移動的物體進入他的工作范圍時，他就給主控制器一種脈沖信號；電機提供開門與關(guān)門的積極力，控制自動門門扇加速與減速運行。自動門門扇完畢一次開門與關(guān)門，其工作流程如下：感應(yīng)探測器將探測信號傳至主控器，主控器判斷后控制電機運行，同步監(jiān)控電機轉(zhuǎn)數(shù)及電流，以便控制電機在一定期候加力和進入慢行運行及反轉(zhuǎn)。電機得到一定運行電流后做正向運行，將動力經(jīng)傳動機構(gòu)使自動門扇啟動；自動門扇啟動后由控制器作出判斷，控制馬達作反向運動，關(guān)閉自動門扇。2控制系統(tǒng)的主控器及執(zhí)行器自動門測控系統(tǒng)的主控制器采用TIDSP，型號為TMS320C2812，是先進的32位定點DSP芯片，他不僅運行速度高，處理功能強大，并且具有豐富的片內(nèi)外圍設(shè)備，便于接口和模塊化設(shè)計，尤其適合于有大批量數(shù)據(jù)處理的測控，運用DSP技術(shù)建立有效的信號處理模型以克制干擾噪聲，到達信噪比最大，對本系統(tǒng)的直流無刷電機的測控完全可以保證其實時性。直流無刷電機采用的是ALC-TEL的BG65PI電機，他具有高效率、省電、低噪音、高轉(zhuǎn)速、高扭力、持續(xù)使用不發(fā)熱等特性，大大超越老式AC伺服馬達，配合T型齒條同步帶，使門體自低速至高速的運行均具有超越的寧靜性，到達了超靜運行。測控系統(tǒng)設(shè)計為智能化控制，可隨意設(shè)定門扇的運行速度，并可設(shè)定任意開度狀態(tài)；可自矯正使門扇保持平穩(wěn)動作；可以自動檢測門的寬度以保持最佳運行狀態(tài)；具有防夾功能，即當(dāng)碰到障礙物或人體等異常狀況時，門扇自動反轉(zhuǎn)退出，運行過程中，由高速至低速平滑過度。5信號燈及自動變軌和測速5.1信號燈應(yīng)用5.2磁感應(yīng)測速5.3交叉變軌示意圖6總結(jié)：在開放的情境中積極探索，親身體驗，在快樂的心情中自主學(xué)習(xí)，提高能力，我們在研究性學(xué)習(xí)中不停收獲，得到鍛煉，提高自我。

這是我們對本次研究性學(xué)習(xí)的真實體會。

老師理論課程的指導(dǎo)下，我們組員參與調(diào)查研究了《重慶軌道交通信息化研究》這一研究課題。由于研究性課題的重要內(nèi)容波及廣泛，有深度，有難度！我們自身所學(xué)的知識只能解釋一小部分應(yīng)用原理；正是自身能力和知識有局限，我們更有探索的欲望！加上老師，同學(xué)的指導(dǎo)配合，最終獲得了預(yù)期的目的！下面我們就將聯(lián)絡(luò)實際狀況，詳細談一談在研究過程中的心得體會。

一、準(zhǔn)備充足目的明確

我們初期明確樓課題，團體分工明確合理；但也有諸多困難；例如說：理論較深，諸多無法深入探究原理及應(yīng)用！但我們運用一切空余時間，深入地鐵站理解學(xué)習(xí)！再運用網(wǎng)絡(luò)資源及圖書館資料；初步處理樓碰到的問題！

二、團體精神合作至上

研究性學(xué)習(xí)是一項龐大的工程，單憑一人之力是無論怎樣也無法完畢的。這時候我們需要的是合作，是整個團體，是大家共同的努力。這讓我們深有體會，在這次研究性學(xué)習(xí)中，我們也看到了合作的巨大力量。我們將任務(wù)分割成幾份，派給組員，大家同步工作但側(cè)重點不一樣。例如：查資料的，拍照的等等。假如有的組員提前完畢任務(wù)，也會熱心積極的協(xié)助別的組員。正是由于大家共同合作，互相協(xié)助，以集體的利益為主。在六個人之間，合作的關(guān)系仍然緊密，假如查找到與其他組員要找的有關(guān)的資料，大家都會拿出來共享，正是由于這樣，雖然研究任務(wù)很重，我們卻也沒有耽誤諸多學(xué)習(xí)時間。團體的精神在每個人心中，合作為了共同的目的。

三、體會其中的好處

以“研究性學(xué)習(xí)”這個課題來說吧，這個過程帶給我們許多學(xué)習(xí)的情趣和全新的感受遠比預(yù)先期望的多。

從一定角度看來，研究性學(xué)習(xí)就是在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)一種類似科學(xué)研究的情境或途徑，讓學(xué)生在教師引導(dǎo)下，從學(xué)習(xí)、及社會生活中去選擇和確定研究專題，用類似科學(xué)研究的方式，積極地去探索、發(fā)現(xiàn)和體驗。同步，學(xué)會對信息進行搜集、分析和判斷，去獲取知識、應(yīng)用知識、處理問題，從而增強思索力和發(fā)明力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和完美人格。以往的教育重要以應(yīng)試教育為主，它的表面性，片面性局部性和機械性限制了學(xué)生的思維發(fā)展，不利于學(xué)生健全人格的培養(yǎng)。而研究性學(xué)習(xí)具有學(xué)習(xí)內(nèi)容的綜合性與開放性，學(xué)習(xí)