多線共用AFC系統線路中心設計探討

李道全 趙華偉

(北京城建設計研究總院有限責任公司 北京 100037)

1 多線共用AFC系統線路中心的建設背景

隨著時間的推移，城市軌道交通由“從無到有”發展到“從有到多”，并逐步形成了城市軌道交通網絡化運營格局。從1998年開始，國內就采用AFC系統進行收費，實現了軌道交通的自動和半自動售票、自動檢票、計費、收費、統計、結算等全過程的自動化管理。其中，線路中心(LC)系統為軌道交通AFC系統的核心部分，可實現對所轄線路AFC系統運營、票務、收益、維修、培訓的集中管理功能。因此，LC系統的規劃設計對整個線網的AFC系統規劃建設將起到重要的引導性和決定性作用。為了滿足網絡化運營需求，從“資源共享”角度出發，采用何種LC系統的建設模式才能更好地適應軌道交通的建設和發展，是各地軌道交通AFC系統的線路中心系統規劃建設中一個非常突出的問題，在城市軌道交通建設中得到了各參建單位的高度關注。因此，非常有必要對線網AFC系統的LC系統的資源共享問題展開探討，以促進我國城市軌道交通AFC系統建設事業的快速發展。

2 國內AFC系統構成現狀及存在的問題

目前，在國內外城市軌道交通的大多數既有和在建線路中，AFC系統都是按照“一線一中心”的傳統設計原則進行構建的:第1層是清算系統(ACC)，第2層是線路中心(LC)，第3層是車站計算機系統(SC)，第4層是車站終端設備(SLE)，第5層是車票。按此架構形成的建設模式已在國內眾多城市中體現，如上海、北京、廣州、南京、武漢、杭州、深圳等城市。

各城市軌道交通線網在不斷擴大，在建線路也越來越多，若每條線路均設置LC系統，將造成投資和資源(如系統設備、用房等)上的極大浪費。在ACC層面搜集的信息較少，而線路之間的信息在ACC下層無法實現共享，同時也增加了運營管理、票務管理、維修管理的定員，造成管理效率較低。因此，在對LC系統進行建設時，有必要結合線網建設時序、管理需求等多方面因素，開展對LC系統建設模式的研究分析。

3 多線共用AFC系統線路中心的建設目的

我國目前正處于城市軌道交通建設的高峰期，為了實現線網LC系統建設的資源共享化、管理集束標準化、信息安全化、流程動態可視化和位置高度專業化，需進行多線共用線路中心(MLC)的建設。

3.1 適應系列化標準需要

隨著北京城市軌道交通線網AFC系統技術的不斷發展，在北京市交通委員會的指導下，北京市軌道交通路網公司、北京市地鐵建設管理公司及北京市地鐵運營公司等部門共同參與制定了暫規、標準及規范。在這些文件的指導下，北京的軌道交通線網AFC系統已經形成了部分系列化標準產品(如統一讀寫器等)，為MLC的規劃建設奠定了堅實的基礎。為了充分利用北京軌道交通系列化標準成果，落實科學發展觀，非常有必要實施MLC系統項目。

3.2 滿足網絡化運營需求

國內較早實施AFC系統的城市(如天津、上海、廣州、北京、南京、深圳等地)均經歷了先期單條線路AFC系統各自建設線路中心這一過程，隨著時間的推移，其弊端越來越明顯。為了能更好地滿足網絡化運營需求，實現城市“一卡通”、軌道交通“一票通”的運營目標，便于乘客在線路間無障礙換乘，保證軌道交通與城市一卡通間的清分及管理，完成運營線路間的清分及管理，解決工程實施中的接口及互聯互通等問題，從線網建設及運營角度考慮，非常有必要實施MLC項目建設。

3.3 節省項目建設投資

按北京軌道交通建設規劃，1個MLC項目包括大約10余條線路的車站AFC系統的接入，也就是說，1個MLC系統的建設規模相當于將10余條線路LC系統整合了的規模。無論是從設備的配置、用房、用電還是從工程實施等方面看，建設MLC項目的總投資都少于各自獨立建設線路中心項目的總投資。為此，從節省建設投資考慮，非常有必要實施MLC項目。

3.4 提高系統經濟效益

通過實施MLC項目，一方面，可以最大限度地實現資源共享，大大降低建設成本和運營成本，促進管理的規范化;另一方面，在設備系統的采購上，可以按國內供貨商的技術特長選擇產品，再自行組合成系統，從而大大提高國產化率，降低建設投資。另外，從某種意義上來說，MLC項目實質上就是對北京軌道交通AFC系統的一個提前規劃，可實現北京軌道交通AFC系統的“分期建設”目標，做到投資效益最大化。

4 北京軌道交通MLC建設方案比選

隨著AFC系統技術的發展，按不同的城市軌道交通規劃建設特點，MLC的建設方案主要有兩種。

4.1 方案1:MLC與ACC分開設置的方案

在此方案中，城市軌道交通自動售檢票系統根據業務和應用劃分為5個層次:第1層是城市軌道交通清分系統(ACC)，第2層是線路中央計算機系統(LC)，第3層是車站計算機系統(SC)，第4層是車站終端設備(SLE)，第5層是車票。

ACC是軌道交通整個線網AFC系統的控制管理中心，實現對軌道交通線網內各運營商的統一協調以及系統和安全的管理，負責軌道交通各線一票通及一卡通的運營管理、票務管理，負責軌道交通與一卡通系統的清算、對賬及與各線路間的清算，負責對外的信息服務，實現軌道交通各線路LC系統的有效接入。

MLC是軌道交通AFC系統多線共用線路的管理中心，在軌道交通網絡化運行下接受ACC指令，實現對所監控接入線路的運營管理，并向ACC上傳交易數據;與ACC進行對賬;實現對所管轄接入線路票務及設備的管理;當出現通信故障必須由MLC獨立運行時，獨立管理所監控接入線路系統的運行。各線路上的車站計算機系統通過線路數據匯聚設備，直接與MLC連接。

MLC與ACC分開設置的方案如圖1所示。

圖1 MLC與ACC分開設置的方案

4.2 方案2:MLC與ACC合并設置的方案

將原ACC清分清算功能集中到LC系統，其系統架構分為4個層次:第1層是線路中央計算機系統(含城市軌道交通清分系統)，第2層是車站計算機系統，第3層是車站終端設備，第4層是車票，即建立一個集成ACC的MLC。

集成ACC的MLC是將城市軌道交通線網中所有的線路統一設置為1個LC系統，各線路上的車站計算機系統通過線路數據匯聚設備直接與MLC連接。集成ACC的MLC相當于AFC系統的中央數據處理系統，負責獲取全線網的所有交易數據，同時負責線路的運營管理及與一卡通、線路間的清分清算。

由于線網的所有信息都由集中式線路中心系統統一處理，所以集成ACC的MLC需要具備較大的存儲容量和高速處理能力。同時，由于集中管理，所以對集中式線路中心的可靠性也提出了較高的要求。從投資的角度看，這種方案節省投資，可以實現資源共享及網絡化管理。

MLC與ACC合并設置方案如圖2所示。

圖2 MLC與ACC合并設置的方案

4.3 北京市軌道交通MLC建設推薦方案

2009年北京軌道交通線網LC系統概況及線路建設規劃時序如表1所示。

表1 2009年已開通線路LC系統構成概況

由表1可知，截至2009年，除M1與M2、M10一期與M8一期合建AFC線路中心系統外，其余均采用“一線一中心”的建設模式。而M8一期在M8二期建成后，將從M10一期剝離，納入M8二期設置的LC系統。按2009年的線網規劃，2010至2015年，將建成開通亦莊線、房山線、昌平線、大興線、M15 一期、M6、M9、M8、M10二期、M7、M14共11條線路，除大興線已確定運營主體為京港地鐵運營公司外，其余運營主體均暫定為北京地鐵運營公司。

由于上述規劃線路建設期間隔較短，相對集中，因此很有必要對同一家運營主體管理的亦莊線、房山線、昌平線、M15 一期、M6、M9、M8、M10 二期、M7、M14 等10余條線路進行LC系統資源共享。結合2009年北京軌道交通線網線路建設規劃的特點，同時考慮到北京軌道交通線網ACC已于2008年投入使用，線網內存在兩家運營商，ACC必須本著公平、公正、公開的原則進行清分對賬，因此推薦北京市軌道交通MLC建設采用方案1:MLC與ACC分開設置。

5 北京軌道交通MLC具體實施方案

5.1 MLC總體構成

北京市軌道交通MLC由正式中心、災備中心組成，按北京市建設規劃，MLC正式中心設置在小營軌道交通指揮中心大樓內，MLC災備中心設置在M13指揮中心大樓內。MLC正式中心主要由運營中心、維修中心、票務中心、接入測試中心、調試中心等系統組成。MLC災備中心主要由災備運營中心、災備維修中心、災備票務中心等系統組成。MLC體系框架如圖3所示。

圖3 MLC系統框架

5.2 與所轄線路AFC系統數據匯聚節點方案

為了確保在調試及運營階段各線路能獨立安全運行，界面明確，各條線路之間、各線路與MLC之間網絡相對隔離，同時在安全方面各自責任界面無相互交叉，有必要設置各線路AFC系統線路數據匯聚節點。

線路數據匯聚節點由防病毒服務器、防火墻、入侵檢測系統、交換機、路由器、工作站、機柜等設備組成。線路數據匯聚節點所配置的設備安裝在各線路OCC機房(控制中心或臨時中心)內，各線路通信專業提供線路數據匯聚節點與MLC接口所需的2個獨立10/100(Mbit/s)以太網接口，帶寬分別為100 Mbit/s，接口位置在各線路OCC機房(控制中心或臨時中心)通信專業配線架的外側;通信專業提供從線路OCC機房(控制中心或臨時中心)通信配線架外側至小營東輔樓TCC通信配線架外側的傳輸通道，MLC專業負責從小營東輔樓TCC通信配線架外側至MLC傳輸通道的施工。

5.3 與所轄線路ISCS系統接口方案

今后，北京市軌道交通的待建線路均要接入MLC，這些新待建線路的綜合監控系統(ISCS)需直接與MLC接口，取消ISCS與各接入線路AFC系統(線路中心LC)的接口。為了滿足運營需求，各新待建線路通信專業提供ISCS所需的2個獨立10/100(Mbit/s)以太網接口，帶寬分別為10 Mbit/s，接口位置在各新待建線路設備機房(控制中心或臨時中心)通信專業的配線架外側;通信專業提供從各新待建線路設備機房(控制中心或臨時中心)通信專業配線架外側至小營東輔樓TCC通信配線架外側的傳輸通道;MLC專業負責從小營東輔樓TCC通信配線架外側至MLC傳輸通道的施工。

6 結語

隨著我國城市軌道交通建設步伐的加快，做好軌道交通線網AFC系統線路中心資源共享是十分必要的，可達到事半功倍的效果。線網LC系統為線路的重要節點，是構成線網的重要元素，與建設方案與建設時序、運營主體等密不可分。在國內城市軌道交通線網AFC系統線路中心資源的整合實施過程中，北京軌道交通線網AFC系統率先于2010年年底建成并投入使用。經過近兩年的正常運營，證明了MLC達到了預期的建設目標，提出的資源整合方案是成功的，實現了所管轄線路之間的信息、人力、物力等方面的資源共享，實現了對運營控制、票務管理、維修培訓的資源共享、管理集約和成本節約，對今后國內外軌道交通線網AFC系統中LC系統資源共享的設計研究具有非常重要的指導意義和參考價值。

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