城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)體系概述

城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)體系概述城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)體系概述摘要：城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)由清分中心（ACC）、線路中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（LCC）、車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（SC）、車站終端設(shè)備（SLE）、車票五個(gè)層次構(gòu)成，五層架構(gòu)的自動(dòng)售檢票系統(tǒng)非常適用于城市軌道交通線網(wǎng)運(yùn)營管理的需要，是目前國內(nèi)外各城市的主要設(shè)計(jì)方案。本文介紹了清分中心、線路中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要功能及構(gòu)成，并就車站終端設(shè)備、車票進(jìn)行了組成及說明，為城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供參考。關(guān)鍵詞：自動(dòng)售檢票系統(tǒng)；清分中心；線路中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；車站終端設(shè)備；車票自動(dòng)售檢票系統(tǒng)(AutomaticFareCollectionSystem,簡稱AFC系統(tǒng))是基于計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制等技術(shù),實(shí)現(xiàn)軌道交通售票、檢票、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)、統(tǒng)計(jì)、清分、管理等全過程的自動(dòng)化系統(tǒng)，是城軌系統(tǒng)中的運(yùn)營核心子系統(tǒng)，該系統(tǒng)綜合了機(jī)械、電子、通信、計(jì)算機(jī)等學(xué)科，替代傳統(tǒng)的人工售檢票，實(shí)現(xiàn)了地鐵運(yùn)營環(huán)境中售票、進(jìn)站檢票、出站檢票、票務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和處理等環(huán)節(jié)的自動(dòng)化，杜絕了人為因素的影響，體現(xiàn)了地鐵票務(wù)管理的現(xiàn)代化水平，同時(shí)也極大地方便了乘客。目前國內(nèi)外城市軌道交通已建和在建線路的AFC系統(tǒng)都是按照系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、擴(kuò)充靈活、經(jīng)濟(jì)合理、管理方便的原則設(shè)計(jì)，基于此原則構(gòu)建的五層架構(gòu)AFC系統(tǒng)已經(jīng)是目前國內(nèi)外各城市的主要設(shè)計(jì)方案，并大量開花結(jié)果，如廣州、上海等城市地鐵中的廣泛應(yīng)用。AFC的層次結(jié)構(gòu)是按照全封閉的運(yùn)行方式,以計(jì)程收費(fèi)模式為基礎(chǔ),采用非接觸式IC卡為車票介質(zhì)的組成原則,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(jìn)行劃分的。五層架構(gòu)AFC系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，它們分別是：第一層：軌道交通清分中心；第二層：線路中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；第三層：車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；第四層：車站終端設(shè)備；第五層：車票。圖1AFC系統(tǒng)總體架構(gòu)圖1軌道交通清分中心（ACC）ACC為各線路統(tǒng)一制定、發(fā)行和管理軌道交通專用車票，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，并實(shí)現(xiàn)與城市公共交通一卡通系統(tǒng)在地鐵各線路中的應(yīng)用（即一票通和一卡通），負(fù)責(zé)對(duì)各聯(lián)網(wǎng)線路一票通收益作清算、對(duì)賬、系統(tǒng)安全管理及有關(guān)數(shù)據(jù)處理等和各聯(lián)網(wǎng)線路與IC卡公司之間的一卡通清算、對(duì)帳等業(yè)務(wù)。ACC作為城市軌道交通線網(wǎng)AFC系統(tǒng)最上層的管理中心，它代表所有軌道交通線路負(fù)責(zé)向其它部門和單位進(jìn)行票務(wù)事宜的聯(lián)系和協(xié)調(diào)工作，在正常運(yùn)營情況下，ACC對(duì)各線路運(yùn)營起監(jiān)控作用，并提供協(xié)調(diào)各線路的票務(wù)服務(wù)；在降級(jí)情況或緊急情況下，ACC負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各線路的運(yùn)營。ACC是AFC系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)清分中心，負(fù)責(zé)軌道交通一票通、一卡通所必須的運(yùn)行管理，它將制定所有與LCC接口相關(guān)的接口及AFC系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)務(wù)規(guī)則，ACC對(duì)各個(gè)線路進(jìn)行統(tǒng)一的業(yè)務(wù)規(guī)范管理（通過參數(shù)制定統(tǒng)一的交易規(guī)則、清算規(guī)則）、票務(wù)管理（票卡格式制定、票卡采購、制票與分發(fā)）、安全管理（SAM卡發(fā)行、安全認(rèn)證），并實(shí)施清算（軌道交通與公交一卡通系統(tǒng)之間的清算、ACC與各軌道交通線路之間的清算）。就清分系統(tǒng)本身而言，由收益清分管理需要確定功能定位，決定了系統(tǒng)的架構(gòu)和設(shè)備組成。ACC主要由中央清算系統(tǒng)、制票系統(tǒng)、密鑰系統(tǒng)、運(yùn)營管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)、報(bào)表管理系統(tǒng)、異地容災(zāi)系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、系統(tǒng)維護(hù)與開發(fā)系統(tǒng)、測試系統(tǒng)等組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示：ACC具體功能主要是：負(fù)責(zé)軌道交通與公交一卡通系統(tǒng)的清算對(duì)帳及軌道交通各線路間的清分對(duì)帳；下設(shè)票務(wù)管理中心，負(fù)責(zé)軌道交通各線路統(tǒng)一的票務(wù)管理、車票調(diào)配及車票跟蹤；實(shí)現(xiàn)設(shè)置并下載票價(jià)表、費(fèi)率表、車票種類、運(yùn)營模式、聯(lián)乘優(yōu)惠率等參數(shù)；完成ACC內(nèi)部及接入系統(tǒng)間的網(wǎng)絡(luò)管理；提供與LCC系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)及其它系統(tǒng)相連的接口；提供系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘；接收、生成、上傳、下載黑名單；根據(jù)有關(guān)規(guī)定建立安全密鑰體系，產(chǎn)生系統(tǒng)密鑰，進(jìn)行密鑰管理；發(fā)行系統(tǒng)內(nèi)使用的SAM卡，完成交易數(shù)據(jù)TAC碼認(rèn)證；入網(wǎng)設(shè)備注冊(cè)、認(rèn)證及授權(quán)。2線路中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（LCC）2.1LCC系統(tǒng)構(gòu)成線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)承上啟下的重要環(huán)節(jié),完成數(shù)據(jù)交易、審核、統(tǒng)計(jì)、傳送等工作，收集本線路AFC系統(tǒng)產(chǎn)生的交易和審計(jì)數(shù)據(jù),并將此數(shù)據(jù)傳送給城市軌道交通清分系統(tǒng)以及與其進(jìn)行對(duì)帳,規(guī)定了對(duì)該線路的車票票務(wù)管理、運(yùn)營管理及系統(tǒng)維護(hù)的技術(shù)要求。在實(shí)際工程應(yīng)用中，LCC則主要由結(jié)算系統(tǒng)、線路運(yùn)營管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)、報(bào)表管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及各部門操作工作站（包括票務(wù)管理、財(cái)務(wù)管理、計(jì)劃管理、審核管理等終端工作站）、打印機(jī)等組成，LCC系統(tǒng)構(gòu)架圖如圖3所示。其中，結(jié)算系統(tǒng)主要由AFC主服務(wù)器和歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器等設(shè)備組成，此外，還需配置磁盤陣列、磁帶庫等外部存儲(chǔ)設(shè)備；而線路運(yùn)營管理系統(tǒng)主要包括線路運(yùn)營管理服務(wù)器及工作站等；數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)由數(shù)據(jù)交換服務(wù)器、前置通信服務(wù)器組成，數(shù)據(jù)交換服務(wù)器是LCC與ACC之間進(jìn)行交易數(shù)據(jù)上傳、下載參數(shù)傳遞、清算對(duì)帳等數(shù)據(jù)交換的平臺(tái)，管理LCC與ACC互聯(lián)的通信接口，具有硬件接口、軟件協(xié)議轉(zhuǎn)換的能力，前置通信服務(wù)器則是LCC與SC間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的平臺(tái)；報(bào)表管理系統(tǒng)則包括報(bào)表服務(wù)器、報(bào)表查詢工作站等；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備則包含了網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器、防火墻、入侵檢測系統(tǒng)等，為了能夠保證本系統(tǒng)LCC與ACC等其他系統(tǒng)有效通訊，需設(shè)置兩套路由器，用于規(guī)劃本系統(tǒng)對(duì)外的路由管理；網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)包括網(wǎng)管服務(wù)器、網(wǎng)管工作站等。2.2LCC系統(tǒng)功能劃分線路中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有對(duì)本線路區(qū)域內(nèi)的AFC系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控、票款清算、對(duì)賬、數(shù)據(jù)審核、設(shè)備維護(hù)、管理等功能，主要功能如下：（1）接收ACC下載的車票種類、票價(jià)表、運(yùn)營模式等參數(shù)并通過SC下載到AFC車站終端設(shè)備；（2）能自動(dòng)采集各車站上傳的各種交易數(shù)據(jù)，產(chǎn)生各種報(bào)表。審計(jì)每站每日票務(wù)、核準(zhǔn)所售票值及現(xiàn)金數(shù)額、統(tǒng)計(jì)分析票務(wù)數(shù)據(jù)、客流分析、財(cái)務(wù)記賬和結(jié)/轉(zhuǎn)賬管理，查詢和報(bào)表處理，完成與ACC清算對(duì)賬和收益管理工作，為運(yùn)營管理決策提供有效依據(jù)；（3）運(yùn)營管理：對(duì)AFC車站終端設(shè)備進(jìn)行管理，下載運(yùn)營參數(shù)、運(yùn)營模式、控制參數(shù)、同步時(shí)鐘、黑名單等，含操作權(quán)限和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控等，并能建立維修檔案、向維修部門提供各車站AFC車站終端設(shè)備故障報(bào)警信息和故障類型；（4）通信處理：線路中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過通信專業(yè)的通信傳輸網(wǎng)與各車站計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸及交換；（5）時(shí)鐘校對(duì)功能：能接收清分中心下載的時(shí)鐘信號(hào)、自動(dòng)校對(duì)本地主機(jī)時(shí)鐘，同時(shí)實(shí)時(shí)下發(fā)給各車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；（6）權(quán)限管理：設(shè)置工作站，管理和設(shè)置操作權(quán)限，負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)各層面操作權(quán)限的設(shè)置和管理；（7）系統(tǒng)電源中斷時(shí)，依靠UPS的供電，能保證系統(tǒng)正常工作一定時(shí)間；3車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（SC）車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是AFC系統(tǒng)中的重要組成部分，在整個(gè)AFC系統(tǒng)中，車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)本車站內(nèi)部的所有設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并可對(duì)車站AFC系統(tǒng)運(yùn)營、票務(wù)、收益以及維修等功能進(jìn)行集中管理。車站計(jì)算機(jī)能夠收集、處理車站內(nèi)各類數(shù)據(jù)，并上傳到LCC，接收LCC下傳的各類系統(tǒng)參數(shù)，并下載到車站各終端設(shè)備；可接收LCC下達(dá)系統(tǒng)各類命令，并下傳到各終端設(shè)備，同時(shí)可根據(jù)需要自行向車站設(shè)備下達(dá)控制命令，并將該操作記錄上傳到LCC。車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要包括車站服務(wù)器，監(jiān)視管理工作站，票務(wù)工作站，維修工作站、緊急按鈕控制箱、打印機(jī)等，其系統(tǒng)構(gòu)成的示意圖如圖4所示，其中，車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作站和服務(wù)器之間以及各SLE與車站服務(wù)器之間通過車站以太網(wǎng)連接，并通過軌道交通通信骨干網(wǎng)與中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連，完成數(shù)據(jù)的上傳和下載。4車站終端設(shè)備（SLE）AFC系統(tǒng)的服務(wù)功能主要是通過設(shè)置在車站現(xiàn)場的自動(dòng)售檢票設(shè)備來進(jìn)行完成的，車站終端設(shè)備安裝在各車站的站廳,是直接為乘客提供售檢票服務(wù)的設(shè)備。按應(yīng)用分類，車站終端設(shè)備主要包括自動(dòng)售票機(jī)、半自動(dòng)售票機(jī)、自動(dòng)檢票機(jī)（進(jìn)站自動(dòng)檢票機(jī)、出站自動(dòng)檢票機(jī)、雙向自動(dòng)檢票機(jī)）、自動(dòng)查詢機(jī)等：（1）自動(dòng)售票機(jī)（TVM）：TVM將安裝在非付費(fèi)區(qū)內(nèi)，主要用于乘客自助式購買軌道交通單程票及對(duì)軌道交通儲(chǔ)值票進(jìn)行充值操作，同時(shí)自動(dòng)售票機(jī)通過車站局域網(wǎng)與車站計(jì)算機(jī)連接，接收有關(guān)參數(shù)及控制命令，同時(shí)上傳有關(guān)的交易、現(xiàn)金、錢箱更換、票箱更換及設(shè)備狀態(tài)等數(shù)據(jù)。（2）半自動(dòng)售票機(jī)（BOM）：BOM為功能較全面的終端設(shè)備，設(shè)于車站售票亭和補(bǔ)票亭。半自動(dòng)售票機(jī)可以同時(shí)向付費(fèi)區(qū)乘客提供售票服務(wù)和向非付費(fèi)區(qū)的乘客補(bǔ)票服務(wù)，也可以只向付費(fèi)區(qū)或非付費(fèi)區(qū)乘客服務(wù)，具體根據(jù)其所在票亭位置的不同，通過設(shè)置來實(shí)現(xiàn)其向乘客提供不同的功能；（3）自動(dòng)檢票機(jī)（AGM）：AGM包括進(jìn)閘機(jī)、出閘機(jī)、雙向閘機(jī)，自動(dòng)檢票機(jī)設(shè)在公共區(qū)付費(fèi)區(qū)和非付費(fèi)區(qū)的分隔帶上。自動(dòng)檢票機(jī)滿足乘客右手持票快速通過閘機(jī)，同時(shí)通過車站局域網(wǎng)與車站計(jì)算機(jī)連接，接收有關(guān)參數(shù)及控制命令，同時(shí)上傳有關(guān)的交易、班次及設(shè)備狀態(tài)等數(shù)據(jù)。在時(shí)段客流方向明顯的車站，如果站廳面積狹窄，可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置可調(diào)的雙向閘機(jī)。（4）自動(dòng)查詢機(jī)（TCM）：TCM安裝在非付費(fèi)區(qū)，主要是供乘客自助查看車票的信息及有效性，顯示車票基本信息（票種、車票有效期等）及車票內(nèi)記錄的使用歷史（交易類型、交易時(shí)間、交易地點(diǎn)、交易金額等），同時(shí)讀取過程不修改車票上的任何數(shù)據(jù)。（5）便攜式驗(yàn)票機(jī)（PCA）：PCA是供票務(wù)及稽查人員使用，以方便其隨時(shí)隨地檢查乘客車票及車票的交接。便攜式驗(yàn)票機(jī)的主要功能包括：對(duì)各種車票進(jìn)行限時(shí)、限程的有效性核查；對(duì)越站、超時(shí)及無效票除有顯示外，還具有聲音提示；可檢驗(yàn)軌道交通及公交