重庆轨道交通信息化研究报告

重庆轨道交通信息化研究汇报 研究题目：重庆轨道交通信息化研究结题时间：年6月课题组组员：王杨，周飘飘，彭雪峰，王玉婷，任登芬，赵小静执笔人：王杨课题成果：设计的预期成果：理解都市轨道交通的整个运行流程；掌握信息技术在轨道交通中的应用状况，加深对新技术的学习；理解和学习其他有关学科知识。课题实际获得的成果：理解都市轨道交通的整个运行流程：从安检，买票，进站，上车，下车，出站的流程；在这个过程中，我们通过实地理解和征询有关人员以及查阅有关资料，理解了购票系统是怎样运作的！理解了检票系统的设计及复杂程度；理解了信息提醒及报警系统的应用；掌握了自动门的开关原理；明白了轨道之间的互相变化；理解了机车信号灯的规律。参照书目及资料：《计算机应用》、《电磁学》、《光学》、《道路桥梁工程设计》以及通过网络查询工程设计师的论文，杂志等。附录一：研究过程：1..5.20----.5.22：完毕选题；主导课题：重庆轨道交通信息化研究2..5.23----.5.25：完毕调研方案，组员分工；组员分工：1.周飘飘，赵小静写开题汇报；2.王玉婷，任登芬实地拍照，其他组员一起配合查阅有关知识；3.王杨，彭雪峰写结题汇报。3..5.26----.6.15：按方案进行实地调研，查阅资料；4..6.15----.6.18：撰写调研汇报。附录二：材料：1.实拍重庆轨道交通运行路线：2实拍售票窗口：1.自动售票系统构造：

都市轨道交通自动售检票系统(AFC)的构造进行了层次划分,共分为车票、车站终端设备、车站计算机系统、线路中央计算机系统、清分系统五个层次。

层次构造是按照全封闭的运行方式,以计程收费模式为基础,采用非接触式IC卡为车票介质的构成原则,根据各层次设备和子系统各自的功能、管理职能和所处的位置进行划分的。目前确定的五层构造型式,是根据我国国情和都市发展现实状况,综合考虑了轨道交通建设的特点(如线路多而复杂、建设周期长、多种业主单位等状况)而设置的,具有一定的可伸缩性。对各层次必须实现的功能和规定做出如下规定:

第一层———车票,是乘客所持的车费支付媒介,规定了储值卡和单程票二种类型的物理特性、电气特性、应用文献组织以及安全机制等技术规定;

第二层———车站终端设备,安装在各车站的站厅,直接为乘客提供售检票服务的设备,规定了车站终端设备及其运行管理的技术规定;

第三层———车站计算机系统,其重要功能是对第二层车站终端设备进行状态监控、以及搜集本站产生的交易和审计数据,规定了系统的数据管理、运行管理及系统维护管理的技术规定;

第四层———线路中央计算机系统,其重要功能是搜集本线路AFC系统产生的交易和审计数据,并将此数据传送给都市轨道交通清分系统,以及与其进行对帐,规定了对该线路的车票票务管理、运行管理及系统维护的技术规定;

第五层———清分系统,其重要功能是统一都市轨道交通AFC系统内部的多种运行参数、搜集都市轨道交通AFC系统产生的交易和审计数据并进行数据清分和对帐、同步负责连接都市轨道交通AFC系统和都市一卡通清分系统,规定了对车票管理、票务管理、运行管理和系统维护管理的技术规定;

2·车站终端设备

自动售检票系统的服务功能重要是通过AFC系统设置在车站现场的自动售检票设备来进行完毕的。目前AFC系统所波及的终端设备,重要由收费区外的接受付费(售票)设备和收费区出入控制的(检票)设备等构成,完毕都市轨道交通全程计程、计时收费的票务自动控制管理服务功能。

在起草本原则时,各有关单位对AFC设备与否需要独立地进行原则制定做了分析,一致认为在目前以合并在系统原则中很好。其重要考虑点有:

1)AFC系统终端设备的功能在目前已经和计算机系统与网络化技术愈加密不可分。

2)技术的发展使得AFC终端设备的可靠性有了很大的提高,尤其是我国目前已重要趋向于采用以非接触式IC电路为车票媒介的AFC系统,AFC设备的重要服务功能将更具系统化和网络化特性。

3)目前我国都市轨道交通建设正处在规划AFC系统技术发展起步(新兴大都市)和全网联运(已经有若干线网的超大都市的“一票通”、“一卡通”等)的阶段,但均不完全具有将AFC系统设计和AFC设备设计分别进行的机制和实行基础,AFC工程项目需要从系统地和实际整体需求上作统一设计规划。

4)本原则对AFC系统终端设备规定了在车站现场使用的最基本的售检票设备的技术性能和技术规定,重要是售票设备(半自动售票机、全自动售票机)和检票设备。5）在制定技术性能和技术指标规定的过程中,较充足地兼顾考虑了我国已经有的AFC系统设备的引进建设、开发制造和系统使用维护等方面的经验和国际、国内的发展先进水平,对某些控制措施有不一样规定的设备规格,也兼顾地列入原则供选择性采用。

6)对AFC系统也许波及到的其他设备,如车票编码/分拣设备、车票自动加值设备、验票机、半自动补票机、全自动补票机、双向检票机、兑币机、便携式检票终端、便携式验票/补票终端以及不在都市轨道交通现场服务的远程售票设备等都未列入本规范。其重要考虑这些设备的技术性能规定可以部分地参照本原则已经列入的重要售检票设备设计,采用基本的售票设备和检票设备可以构成基本完整的AFC系统。

2.车站计算机系统

车站计算机系统是都市轨道交通自动售检票系统(AFC)的关键设备之一,原则条文重要考虑如下几种问题并做对应规定。

1)服务器重要用于采集车站设备数据、向上级系统发送数据、存储和处理车站数据。网络设备用于整个车站设备组网,操作工作站用于处理车站票务工作和车站设备状态监控,紧急按钮重要在紧急状况下开放所有闸机,不间断电源保证车站AFC系统不间断运作,打印机用于打印车站多种有关报表。

2)运行参数、运行模式和黑名单是车站设备和车站计算机系统正常工作的基本条件,均由上级系统统一管理,对于车站设备来讲,车站计算机系统起到接受、转发的作用;对于车站计算机系统来讲,车站起接受和执行的作用。

3)终端设备的原始交易数据和设备状态数据是中央系统进行数据接受、账务清分的基础数据,车站计算机系统采集车站终端设备的原始交易数据和设备状态数据,并上传给线路中央计算机系统。

4)对终端设备监控可以及时掌握车站设备工作状况,出现故障及时修复,是保证对乘客高质量服务的有效措施,因此车站计算机系统需具有对车站终端设备进行实时监控,并能显示设备的通信、运行状态及故障等信息的功能。

5)车站计算机系统完毕车站各类票务管理工作,如车站多种票卡和现金库存管理、售票员业务管理、设备操作管理等。

6)车站票务管理包括数据处理功能,重要是采集终端设备数据,并对原始数据进行处理。业务记录功能重要指生成多种有关报表。实时监控系统运行功能重要指实时对有关运行数据如客流进行监控,对于突发事件可以及时采用有效措施。接受和发送运行指令重要指接受上级系统指令,向下级终端设备发送指令。设备监控重要指对车站终端设备运作状况进行实时监控,在异常状况可以及时处理。时钟同步重要指车站设备与上级系统时钟保持一致,在时钟不一致的状况可以修改车站计算机系统时钟和终端设备时钟。

7)车站需对往日的业务数据和系统数据进行查询,车站计算机系统需具有保留不少于7个运行日的业务数据和系统数据的能力,数据备份是保证车站计算机系统数据安全的有效措施。记录审核与应用系统和数据库安全性有关的事件,是车站计算机必须具有的安全措施。

8)为保证设备软件版本一致,设备软件版本统一由中央系统管理,车站计算机系统接受线路中央计算机系统下传的设备更新软件,通过车站系统网络对车站终端设备的软件进行更新。

9)车站服务器应可以适应车站恶劣工作环境,以及其功能的重要性均规定服务器为工业级计算机。

10)车站整个票务工作24小时不间断,因此车站计算机系统也需能支持系统24小时持续在线实时运行。

11)车站计算机系统如在断电时不具有系统和数据自动保护功能,则轻易丢失部分数据,甚至使系统无法正常工作。

12)每日交易量和每分钟处理数据能力,是整个车站计算机系统能否满足实际车站运作的重要指标,根据部分都市的运行经验,车站计算机系统应具有每日处理不少于30万笔交易量和每分钟能处理5000条交易数据的能力。

13)为了可以及时掌握车站设备状态,碰到问题可以及时处理,车站计算机系统应具有能实时查询车站设备状态及数据的功能,至少在5秒内下达查询命令并返回查询成果。

14)车站计算机系统可以对本车站保留的AFC数据进行记录,并能形成对应报表,在30秒内显示并返回查询成果,如超过30秒,等待时间过长。

15)车站所有设备应在统一的模式下运作,车站计算机下达的系统命令应能在5秒内下到达车站所有设备,否则设备工作模式不统一。

16)在运行结束时,为不影响第二天的运行工作,车站计算机系统应能在15分钟内完毕当日运行作业程序的记录,这一指标是根据车站计算机处理的数据量和部分地铁实际经验确定的。3.自动售检票系统（简称AFC）

自动售检票系统（简称AFC）

AFC系统实现轨道交通售票、检票、计费、收费、记录、清分、管理等全过程的自动处理。

自动售检票系统一般包括自动控制、计算机网络通信、现金自动识别、微电子计算、机电一体化、嵌入式系统和大型数据库管理等高新技术运用.

设备构成：

重要由线路中央AFC系统、车站AFC系统、终端设备和车票四部分构成。

终端设备包括出/入站检票闸机、自动售票机、车站票务系统、自动充值机、自动验票机等现场设备。

车票有单程票、储值票、特殊票。

应用范围：

AFC系统是国际化大都市轨道交通运行中普遍应用的现代化联网收费系统，伴随自动售检票系统的启用，乘客目前可以通过各入口处的自动售票机购置电子票。

目前北京,上海,广州,天津,深圳,南京等大都市的轨道交通地铁站都广泛使用了AFC系统作为重要客运管理应用。

更多的应用场所包括电影院，体育馆，歌剧院，火车站，机场等。

]长处：

AFC系统开通后增长了自助服务功能，一是在原有人工售票基础上，增设了自动购票机实现了乘客自助购票，并可减少排队等待时间。二是增长了自动查询机的数量，以便乘客自助查询。三是增设了一卡通卡自动充值机，实现自助充值，以便乘客。

使用措施：

乘客使用自动售检票系统重要是在TVM（自动售票机）前购票，乘客应准备好面值1元的硬币或面值5元、10元的八成新纸币，按照显示屏提醒进行操作。假如购票出现余额，TVM会以硬币方式找赎。

自动售票机和自动充值机可以有效识别纸币和硬币真伪，对于使用假币者，一经发现将会移交有关部门处理。

购票后，自觉排队在出入闸机前刷卡，刷卡时，要对的选卡、一人一卡、右手持卡、进站刷卡、保留好卡、出站刷（插）卡。同步在广大乘客中大力倡导“文明刷卡、有序进站、次序出站、出入同检”。

注意事项：

一.是次序刷卡。要有序通过闸机不要拥挤，人多时请选择相邻闸机均衡进、出站。

二.是规范刷卡。一卡通卡刷进刷出，单程票卡刷进插出。刷卡时都要将卡轻触刷卡区，听到确认提醒音，看到闸门打开即可通过闸机。

三.是遇有问题时，请找车站工作人员处理。

四.一张一卡通卡不能多人同步使用，仅限本人当次进、出站使用。由于一种完整的交易过程必须有进、出站记录，只有形成一种完整的交易记录，才能进行下一次交易。

五.地铁在每个车站均安装了多台售检票设备，一旦某台设备发生故障，乘客可选择使用其他同类设备。4.信息提醒系统4.1上下车标示提醒，运用光学，计算机科学以及合成材料的运用。4.2自动门的启动与关闭自动门系统是都市轨道交通车辆的一种重要部分，直接关系着乘客的安全。目前国内的动车组多数采用单翼塞拉门，地铁采用双翼对开门。国内常用的自动门重要是气动门，如单翼气动塞拉门、双翼气动内藏式对开门，不过电动门作为一种新型的自动门系统，也逐渐被推广应用。1电动自动门工作原理自动门的工作原理为门板由支架支撑在导轨上，导轨连接到驱动装置，驱动装置通过导轨带动门板滑动。每个门均有锁闭机构，在门关闭到位时，锁闭机构实现机械锁闭。车门具有零速保护和安全连锁电路，开关门有报警装置。电动门的驱动装置是一组电机组件，每节车有一种主控制器来控制本节车的车门。主控制器是自动门的指挥中心，通过内部指令程序，发出对应指令，指挥电机或电锁类系统工作；同步人们也可通过主控器调整门扇启动速度、启动幅度等参数．外部信号由感应探测器完毕，当有移动的物体进入他的工作范围时，他就给主控制器一种脉冲信号；电机提供开门与关门的积极力，控制自动门门扇加速与减速运行。自动门门扇完毕一次开门与关门，其工作流程如下：感应探测器将探测信号传至主控器，主控器判断后控制电机运行，同步监控电机转数及电流，以便控制电机在一定期候加力和进入慢行运行及反转。电机得到一定运行电流后做正向运行，将动力经传动机构使自动门扇启动；自动门扇启动后由控制器作出判断，控制马达作反向运动，关闭自动门扇。2控制系统的主控器及执行器自动门测控系统的主控制器采用TIDSP，型号为TMS320C2812，是先进的32位定点DSP芯片，他不仅运行速度高，处理功能强大，并且具有丰富的片内外围设备，便于接口和模块化设计，尤其适合于有大批量数据处理的测控，运用DSP技术建立有效的信号处理模型以克制干扰噪声，到达信噪比最大，对本系统的直流无刷电机的测控完全可以保证其实时性。直流无刷电机采用的是ALC-TEL的BG65PI电机，他具有高效率、省电、低噪音、高转速、高扭力、持续使用不发热等特性，大大超越老式AC伺服马达，配合T型齿条同步带，使门体自低速至高速的运行均具有超越的宁静性，到达了超静运行。测控系统设计为智能化控制，可随意设定门扇的运行速度，并可设定任意开度状态；可自矫正使门扇保持平稳动作；可以自动检测门的宽度以保持最佳运行状态；具有防夹功能，即当碰到障碍物或人体等异常状况时，门扇自动反转退出，运行过程中，由高速至低速平滑过度。5信号灯及自动变轨和测速5.1信号灯应用5.2磁感应测速5.3交叉变轨示意图6总结：在开放的情境中积极探索，亲身体验，在快乐的心情中自主学习，提高能力，我们在研究性学习中不停收获，得到锻炼，提高自我。

这是我们对本次研究性学习的真实体会。

老师理论课程的指导下，我们组员参与调查研究了《重庆轨道交通信息化研究》这一研究课题。由于研究性课题的重要内容波及广泛，有深度，有难度！我们自身所学的知识只能解释一小部分应用原理；正是自身能力和知识有局限，我们更有探索的欲望！加上老师，同学的指导配合，最终获得了预期的目的！下面我们就将联络实际状况，详细谈一谈在研究过程中的心得体会。

一、准备充足目的明确

我们初期明确楼课题，团体分工明确合理；但也有诸多困难；例如说：理论较深，诸多无法深入探究原理及应用！但我们运用一切空余时间，深入地铁站理解学习！再运用网络资源及图书馆资料；初步处理楼碰到的问题！

二、团体精神合作至上

研究性学习是一项庞大的工程，单凭一人之力是无论怎样也无法完毕的。这时候我们需要的是合作，是整个团体，是大家共同的努力。这让我们深有体会，在这次研究性学习中，我们也看到了合作的巨大力量。我们将任务分割成几份，派给组员，大家同步工作但侧重点不一样。例如：查资料的，拍照的等等。假如有的组员提前完毕任务，也会热心积极的协助别的组员。正是由于大家共同合作，互相协助，以集体的利益为主。在六个人之间，合作的关系仍然紧密，假如查找到与其他组员要找的有关的资料，大家都会拿出来共享，正是由于这样，虽然研究任务很重，我们却也没有耽误诸多学习时间。团体的精神在每个人心中，合作为了共同的目的。

三、体会其中的好处

以“研究性学习”这个课题来说吧，这个过程带给我们许多学习的情趣和全新的感受远比预先期望的多。

从一定角度看来，研究性学习就是在教学过程中创设一种类似科学研究的情境或途径，让学生在教师引导下，从学习、及社会生活中去选择和确定研究专题，用类似科学研究的方式，积极地去探索、发现和体验。同步，学会对信息进行搜集、分析和判断，去获取知识、应用知识、处理问题，从而增强思索力和发明力，培养创新精神和完美人格。以往的教育重要以应试教育为主，它的表面性，片面性局部性和机械性限制了学生的思维发展，不利于学生健全人格的培养。而研究性学习具有学习内容的综合性与开放性，学习