城市轨道交通自动售检票系统体系概述

城市轨道交通自动售检票系统体系概述城市轨道交通自动售检票系统体系概述摘要：城市轨道交通自动售检票系统由清分中心（ACC）、线路中心计算机系统（LCC）、车站计算机系统（SC）、车站终端设备（SLE）、车票五个层次构成，五层架构的自动售检票系统非常适用于城市轨道交通线网运营管理的需要，是目前国内外各城市的主要设计方案。本文介绍了清分中心、线路中心计算机系统、车站计算机系统的主要功能及构成，并就车站终端设备、车票进行了组成及说明，为城市轨道交通自动售检票系统的设计提供参考。关键词：自动售检票系统；清分中心；线路中心计算机系统；车站计算机系统；车站终端设备；车票自动售检票系统(AutomaticFareCollectionSystem,简称AFC系统)是基于计算机、通信、网络、自动控制等技术,实现轨道交通售票、检票、计费、收费、统计、清分、管理等全过程的自动化系统，是城轨系统中的运营核心子系统，该系统综合了机械、电子、通信、计算机等学科，替代传统的人工售检票，实现了地铁运营环境中售票、进站检票、出站检票、票务数据统计和处理等环节的自动化，杜绝了人为因素的影响，体现了地铁票务管理的现代化水平，同时也极大地方便了乘客。目前国内外城市轨道交通已建和在建线路的AFC系统都是按照系统结构简单、扩充灵活、经济合理、管理方便的原则设计，基于此原则构建的五层架构AFC系统已经是目前国内外各城市的主要设计方案，并大量开花结果，如广州、上海等城市地铁中的广泛应用。AFC的层次结构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卡为车票介质的组成原则,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。五层架构AFC系统总体结构如图1所示，它们分别是：第一层：轨道交通清分中心；第二层：线路中心计算机系统；第三层：车站计算机系统；第四层：车站终端设备；第五层：车票。图1AFC系统总体架构图1轨道交通清分中心（ACC）ACC为各线路统一制定、发行和管理轨道交通专用车票，实现互联互通，并实现与城市公共交通一卡通系统在地铁各线路中的应用（即一票通和一卡通），负责对各联网线路一票通收益作清算、对账、系统安全管理及有关数据处理等和各联网线路与IC卡公司之间的一卡通清算、对帐等业务。ACC作为城市轨道交通线网AFC系统最上层的管理中心，它代表所有轨道交通线路负责向其它部门和单位进行票务事宜的联系和协调工作，在正常运营情况下，ACC对各线路运营起监控作用，并提供协调各线路的票务服务；在降级情况或紧急情况下，ACC负责协调各线路的运营。ACC是AFC系统联网收费清分中心，负责轨道交通一票通、一卡通所必须的运行管理，它将制定所有与LCC接口相关的接口及AFC系统的技术标准和业务规则，ACC对各个线路进行统一的业务规范管理（通过参数制定统一的交易规则、清算规则）、票务管理（票卡格式制定、票卡采购、制票与分发）、安全管理（SAM卡发行、安全认证），并实施清算（轨道交通与公交一卡通系统之间的清算、ACC与各轨道交通线路之间的清算）。就清分系统本身而言，由收益清分管理需要确定功能定位，决定了系统的架构和设备组成。ACC主要由中央清算系统、制票系统、密钥系统、运营管理系统、数据交换系统、报表管理系统、异地容灾系统、不间断电源系统、网络管理系统、系统维护与开发系统、测试系统等组成，其系统结构如图2所示：ACC具体功能主要是：负责轨道交通与公交一卡通系统的清算对帐及轨道交通各线路间的清分对帐；下设票务管理中心，负责轨道交通各线路统一的票务管理、车票调配及车票跟踪；实现设置并下载票价表、费率表、车票种类、运营模式、联乘优惠率等参数；完成ACC内部及接入系统间的网络管理；提供与LCC系统、一卡通系统及其它系统相连的接口；提供系统标准时钟；接收、生成、上传、下载黑名单；根据有关规定建立安全密钥体系，产生系统密钥，进行密钥管理；发行系统内使用的SAM卡，完成交易数据TAC码认证；入网设备注册、认证及授权。2线路中心计算机系统（LCC）2.1LCC系统构成线路中央计算机系统是整个系统承上启下的重要环节,完成数据交易、审核、统计、传送等工作，收集本线路AFC系统产生的交易和审计数据,并将此数据传送给城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、运营管理及系统维护的技术要求。在实际工程应用中，LCC则主要由结算系统、线路运营管理系统、数据交换系统、报表管理系统、网络管理系统、网络设备及各部门操作工作站（包括票务管理、财务管理、计划管理、审核管理等终端工作站）、打印机等组成，LCC系统构架图如图3所示。其中，结算系统主要由AFC主服务器和历史数据服务器等设备组成，此外，还需配置磁盘阵列、磁带库等外部存储设备；而线路运营管理系统主要包括线路运营管理服务器及工作站等；数据交换系统由数据交换服务器、前置通信服务器组成，数据交换服务器是LCC与ACC之间进行交易数据上传、下载参数传递、清算对帐等数据交换的平台，管理LCC与ACC互联的通信接口，具有硬件接口、软件协议转换的能力，前置通信服务器则是LCC与SC间进行数据交换的平台；报表管理系统则包括报表服务器、报表查询工作站等；网络设备则包含了网络交换机、路由器、防火墙、入侵检测系统等，为了能够保证本系统LCC与ACC等其他系统有效通讯，需设置两套路由器，用于规划本系统对外的路由管理；网络管理系统包括网管服务器、网管工作站等。2.2LCC系统功能划分线路中心计算机系统具有对本线路区域内的AFC系统设备进行监控、票款清算、对账、数据审核、设备维护、管理等功能，主要功能如下：（1）接收ACC下载的车票种类、票价表、运营模式等参数并通过SC下载到AFC车站终端设备；（2）能自动采集各车站上传的各种交易数据，产生各种报表。审计每站每日票务、核准所售票值及现金数额、统计分析票务数据、客流分析、财务记账和结/转账管理，查询和报表处理，完成与ACC清算对账和收益管理工作，为运营管理决策提供有效依据；（3）运营管理：对AFC车站终端设备进行管理，下载运营参数、运营模式、控制参数、同步时钟、黑名单等，含操作权限和设备运行状态监控等，并能建立维修档案、向维修部门提供各车站AFC车站终端设备故障报警信息和故障类型；（4）通信处理：线路中心计算机系统通过通信专业的通信传输网与各车站计算机进行数据传输及交换；（5）时钟校对功能：能接收清分中心下载的时钟信号、自动校对本地主机时钟，同时实时下发给各车站计算机系统；（6）权限管理：设置工作站，管理和设置操作权限，负责系统内各层面操作权限的设置和管理；（7）系统电源中断时，依靠UPS的供电，能保证系统正常工作一定时间；3车站计算机系统（SC）车站计算机系统是AFC系统中的重要组成部分，在整个AFC系统中，车站计算机系统负责对本车站内部的所有设备进行实时监控，并可对车站AFC系统运营、票务、收益以及维修等功能进行集中管理。车站计算机能够收集、处理车站内各类数据，并上传到LCC，接收LCC下传的各类系统参数，并下载到车站各终端设备；可接收LCC下达系统各类命令，并下传到各终端设备，同时可根据需要自行向车站设备下达控制命令，并将该操作记录上传到LCC。车站计算机系统主要包括车站服务器，监视管理工作站，票务工作站，维修工作站、紧急按钮控制箱、打印机等，其系统构成的示意图如图4所示，其中，车站计算机系统工作站和服务器之间以及各SLE与车站服务器之间通过车站以太网连接，并通过轨道交通通信骨干网与中央计算机系统相连，完成数据的上传和下载。4车站终端设备（SLE）AFC系统的服务功能主要是通过设置在车站现场的自动售检票设备来进行完成的，车站终端设备安装在各车站的站厅,是直接为乘客提供售检票服务的设备。按应用分类，车站终端设备主要包括自动售票机、半自动售票机、自动检票机（进站自动检票机、出站自动检票机、双向自动检票机）、自动查询机等：（1）自动售票机（TVM）：TVM将安装在非付费区内，主要用于乘客自助式购买轨道交通单程票及对轨道交通储值票进行充值操作，同时自动售票机通过车站局域网与车站计算机连接，接收有关参数及控制命令，同时上传有关的交易、现金、钱箱更换、票箱更换及设备状态等数据。（2）半自动售票机（BOM）：BOM为功能较全面的终端设备，设于车站售票亭和补票亭。半自动售票机可以同时向付费区乘客提供售票服务和向非付费区的乘客补票服务，也可以只向付费区或非付费区乘客服务，具体根据其所在票亭位置的不同，通过设置来实现其向乘客提供不同的功能；（3）自动检票机（AGM）：AGM包括进闸机、出闸机、双向闸机，自动检票机设在公共区付费区和非付费区的分隔带上。自动检票机满足乘客右手持票快速通过闸机，同时通过车站局域网与车站计算机连接，接收有关参数及控制命令，同时上传有关的交易、班次及设备状态等数据。在时段客流方向明显的车站，如果站厅面积狭窄，可根据实际情况设置可调的双向闸机。（4）自动查询机（TCM）：TCM安装在非付费区，主要是供乘客自助查看车票的信息及有效性，显示车票基本信息（票种、车票有效期等）及车票内记录的使用历史（交易类型、交易时间、交易地点、交易金额等），同时读取过程不修改车票上的任何数据。（5）便携式验票机（PCA）：PCA是供票务及稽查人员使用，以方便其随时随地检查乘客车票及车票的交接。便携式验票机的主要功能包括：对各种车票进行限时、限程的有效性核查；对越站、超时及无效票除有显示外，还具有声音提示；可检验轨道交通及公交