冗余光纖環以太網在高速鐵路自動售檢票系統中的應用

劉慧中

（陜西西安中鐵第一勘察設計院集團通號處，陜西 西安 710043）

自動售檢票系統以購票、檢票、計費、收費、統計的全過程自動化為目標，對高速鐵路運營公司而言，系統的應用可大量減少票務管理人員、提高高速鐵路的運行效率和效益；對乘客而言，則避免了排隊購票，“找零”、人工檢票的繁瑣，出人站更加快捷方便。由于自動售檢票系統事關高鐵公司財務運營，并與銀行等多個業務系統互聯，一旦出現系統故障或者收費數據丟失、篡改都會給高鐵公司帶來嚴重經濟損失，作好安全防范，抵御非法入侵，保障信息安全是自動售檢票系統設計的基本原則。如何保障網絡的安全可靠和數據安全是自動售檢票系統的設計重點。本文在對傳統的自動售檢票系統車站計算機網絡系統的實現方式進行說明、比較的基礎上，重點介紹冗余光纖環網在自動售檢票系統車站計算機系統網絡中的應用。

1 傳統的自動售檢票系統車站網絡控制實現方式及比較

傳統自動售檢票系統車站網絡控制實現方式有RS-422總線控制方式、CAN總線控制方式。

1.1 RS-422總線控制方式

RS-422總線是業界應用最為廣泛的標準通信接口之一。這種通信接口允許在簡單的一對雙絞線上進行多點雙向通信，此外，RS-422標準只對接口的電氣特性做出規定，而不涉及接插件電纜或協議，因此用戶可在此基礎上建立自己的高層通信協議。

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1.2 CAN總線控制方式

CAN(Controller Area Network，控制局域網絡)為德國Bosch公司1993年推出的一種支持分布式控制及實時控制的串行數據通信協議，應用于汽車監控、開關量控制、制造業等。是一種多主總線。適用于實時性要求很高的小型網絡。兩種控制方式比較(見表)。

2 光纖環以太網控制方式

光纖環網結構采用點到點的鏈路組成，而點到點的光纖傳輸技術最為成熟，所以光纖環網的結構最普遍。在這種結構中，光纖的延遲小，易于配置很多站點的環網和高速環網。

2.1 高鐵自動售檢票車站計算機網絡架構

車站計算機系統和車站終端設備之間通過工業級以太網交換機組成10/100M光纖以太網環網結構。車站計算機系統與中央計算機系統之間通過通信MSTP傳輸系統提供的100M以太網通道進行通訊。在車站計算機處和車站售檢票設備（自動售票機、半自動售票機、出站檢票機、進站檢票機和雙向檢票機）相對集中的設備群處設置工業以太網交換機，組成交換式以太網環，當任一鏈路出現故障，鏈路能及時切換進行保護。現場的交換機可以根據需要安裝在檢票機或者自動售票機中。每臺交換機預留一定數量的端口。如果將來因系統改造等原因增加終端設備時，當增加的設備群在交換機覆蓋的范圍內，則可直接連接到就近的交換機；當增加的設備群不在原交換機覆蓋的范圍內，可以在新增設備群處增加一臺交換機，并配置環網接口，連接到環網中。

環形組網方式的優點是網絡可靠性高，可擴展性強，網絡帶自愈功能，網絡連線和站廳地下裝修層鋪設的管槽相對較少，簡化了系統設備布置的要求，特別是當設備位置發生變化或增加設備時，影響面小，易于實現，同時方便在線維護，大大降低了用戶維護成本。

2.2 自動售檢票車站計算機系統冗余光纖環以太網的應用優特點

a.車站級的LAN網的物理架構基于環形拓撲結構，具有線路冗余。支持環形結構的交換機通過Spanning Tree(生成樹)算法或者其他技術建立交換機通道。出現線路故障時可保證在很短時間內完成系統的重新組態。保證數據交換正常進行。交換機環網配置也保證了鏈路長度滿足布線要求。b.車站自動售檢票系統采用分散式與分層遞階控制策略。使系統的可操作性和可維護性得到保證。同時這種策略可以完全滿足自動售檢票系統各種運營模式的要。c.如果車站終端設備增加，只需擴展或更新部分硬件(網絡端口)就能實現設備的接入，布線簡單。d.網絡速度快，可方便實現軟件更新、文件傳輸和數據備份等功能。

2.3 自動售檢票車站系統以太網應用的注意事項

a.由于多線路IP地址資源分配有限，需合理進行子網劃分，并對各個網段進行網絡監控和管理，保證系統正常運行和網絡安全。b.根據不同設備操作平臺的不同要求對病毒進行預防和查殺，對殺毒軟件安裝、使用和升級進行統一管理。

3.總結

實踐表明，冗余光纖環以太網網具有傳輸速率高、抗電磁干擾性強等優點。此外，網絡系統良好的冗余功能，使得系統數據傳輸、交換的可靠性大幅提高。因此，冗余光纖環以太網符合高速鐵路實際運營需要，已成為高速鐵路車站自動售檢票系統計算機網絡的主流方向。

[1]王平.工業以太網技術[M].北京：科學出版社.