自動售檢票系統中車站信息管理系統的研究與設計

徐煒煒 徐駿善 葉 飛

（南京理工大學機械工程學院，210094，南京∥第一作者，碩士研究生）

自動售檢票（AFC）系統實現了軌道交通的售票、檢票、計費、收費、統計、清分結算和運營管理等全過程的自動化，同時也為決策提供客流、收入等各類信息支持［1］。AFC系統的設備分布于線路區間和車站。為保證這些復雜的機電系統能安全可靠地按照要求運行，為其配備相應的管理信息系統是十分必要的。通過管理信息系統，實現AFC管理流程優化、信息共享、實時控制等方面的信息化。使AFC系統擁有先進的技術、科學的管理、良好的市場競爭力和高品質的服務，更好地適應未來軌道交通發展的需要，以效率與服務贏得市場。

1 AFC車站管理信息系統體系結構

1.1 AFC架構體系

AFC系統一般采用5層架構體系：清算中心（ACC）、線路中心（LC）、車站（SC）、設備（SCLE）和車票層。車站信息管理系統的應用層為車站層，并和設備層、線路中心進行數據交換。

車站管理信息系統 ，負責把車站內的各種AFC終端設備產生的票務交易數據、設備運行狀態和維護日志等上傳給線路中央計算機系統，并接收線路中央計算機系統下傳的各種運行參數和命令等（見圖1）。車站計算機系統具有獨立的自動售檢票運營監控、票務監控和分類統計等管理功能［2－3］。

1.2 AFC車站管理信息系統框架模型

AFC車站信息管理系統為3層結構模型，分別為表示層、業務邏輯層和數據傳輸層，并和車站終端設備、線路中央計算機系統以及其他車站的信息管理系統進行數據傳輸。

其主要功能有：①票務管理——與票務有關的業務處理和管理（如票卡類別、交易信息、黑名單、計價方案等）；②庫存管理——與倉儲物資管理有關的業務處理和管理（如原始票卡或錢箱庫存、設備庫存等）；③運營管理——與系統配置和監控有關的業務處理和管理（如系統設備注冊、參數配置、運營實時監控等）；④系統維護——與系統整體配置、維護有關的處理和管理（如用戶管理、參數配置和數據維護等）；⑤通信服務——系統運營中數據交換處理。

圖1 AFC系統數據傳輸示意圖

AFC車站信息管理系統構架見圖2。

圖2 AFC車站信息管理系統構架

1.3 關鍵技術

1.3.1 CORBA技術

公共對象請求代理體系（CORBA）是對象管理組織（OMG）制定的面向分布式對象應用程序的體系規范，也是為解決分布式異構環境的異構性、互操作性、可移植性和可重用性而提出的接口標準和規范［5－6］。CORBA標準主要分為三部分：接口定義語言（IDL）、對象請求代理（ORB）以及ORB間的通信協議（IIOP）。CORBA體系結構如圖3所示。

常用的實時數據傳輸方式包括實時CORBA、Socket接口等。實時CORBA具有開發方便、易擴充、支持多平臺、易集成、可實現復雜的交互式操作等優點，對實時系統的開發和應用提供了有力的支持。由于軌道交通實時數據傳輸量小、傳輸頻率高、實時性要求高，所以采用了實時CORBA技術。

采用CORBA技術來控制車站計算機與各售檢票系統之間的通信，屏蔽了各售檢票系統的分布性和系統的異構性，使各個系統擁有自主權的同時又能與車站計算機進行透明通信。同時，由于CORBA提供了客戶機端或服務器端的對象通信框架，開發人員只需專注于系統業務對象的開發，就能實現方便、透明地調用分布系統中的各種對象服務，開發人員也可以很方便地分工協作［6］。使用中間件技術來開發AFC車站信息管理系統，使其既實現了跨軟、硬件平臺的功能，又具有了可靠性高、安全性高、處理能力強、易擴展的性能。

圖3 CORBA體系結構

1.3.2 數據庫設計

數據庫是支撐軟件正常運行的重要基礎，以數據庫為基礎的信息系統通常稱為數據庫應用系統，一般具有信息的采集、組織、加工、抽取和傳播等功能。數據庫應用系統的開發按內容可分為兩部分：系統核心數據庫結構的設計與實現，相應的應用軟件及其他軟件（如通信軟件）的設計與實現。

由于分布式數據庫具有結構靈活、可靠性高、可用性好，以及局部應用的響應快、易擴展等優點，結合地鐵運營的分散性，AFC車站信息管理系統的數據庫采用分布式設計。每個車站設置站點數據庫服務器，對站點產生的信息管理數據進行存儲和管理，車站內涉及本站點信息管理的操作只對其本地的數據庫進行訪問；在中心設置中心數據庫服務器（為保障數據的安全性，建議采用雙機熱備份），對信息管理系統公用的數據進行管理，并定時接受各站點上傳的管理數據，進行全局管理，以減輕各站點服務器和數據庫的壓力，增加系統的穩定性和響應速度。

2 AFC車站管理信息系統的實現

2.1 系統功能模塊設計

AFC車站管理信息系統具有票務管理、錢票箱庫存管理、運營管理、結算管理、系統維護等功能，運行中可達到及時進行召援，及時進行設備維護，提高售票機使用率，準確統計客流信息，減輕工作人員勞動強度等目的。

圖4 AFC車站信息管理系統模塊

AFC車站管理信息系統的主要功能如下：

（1）票錢箱管理。實現票箱、錢箱的實時查詢、追蹤和控制。

（2）乘客事務管理。完成乘客事務的電子錄入，從而拋棄傳統的手工報表，智能化的系統在減少出錯率的同時更便于數據統計，便于工作人員正確、快速地處理乘客事務。

（3）員工管理。進行員工的信息、部門信息、職務信息的錄入、修改和查詢，進行有關員工操作信息的匯總，并且可繪制出績效曲線。

（4）設備管理。進行設備基本信息的錄入、修改和查詢；進行設備標準狀態和當前狀態的查詢，通過與AFC監測數據的配對獲得設備當前狀態，并且在出現異常時自動調出報警對話框及警報聲；應答報警對話框之后將自動轉至維修管理模塊。在派遣維修員之后便可提交至數據庫未處理的單據中，維修人員可根據系統提示查看此類單據，在第一時間前往故障地進行設備維修，最終完成維修單，并將其列為已處理。

（5）數據管理。進行票箱、錢箱數據系統默認報表的查看、打印；根據查詢條件進行乘客事務統計報表、乘客事務類型統計表、乘客事務處理方法統計表的查看、打印；員工基本信息、部門信息、職務信息和員工績效信息的查詢和打印；設備基本信息、設備標準狀態信息、設備報警記錄表、設備維修記錄表的查詢和打印。

（6）系統管理。可供系統管理員進行用戶的增加、修改和刪除，角色的增加、修改和刪除，權限的增加、修改和刪除，數據的備份、系統的清理，以及系統日志的查看。采用由系統管理員分配用戶賬號及密碼的方式，增加了系統的安全性。

2.2 系統實現

2.2.1 CORBA通信

SC和AFC設備間的接口主要用于：①收集正常票務處理和機器運行產生的數據（AFC數據采集）；②為AFC設備提供售票機運行所需的數據（下發EOD，黑名單以及模式文件）；③發送新的單程票MAC密鑰到售票機；④發送控制命令到AFC設備，接受來自AFC設備的事件和狀態；⑤為AFC設備提供一致的時間（事件同步）。

總共需要實現5個CORBA接口：EqRoot，EqController， RegManager， RegAgent 和EventHandler。設備需要實現前2個接口，SC需要實現后3個接口。RegManager，RegAgent的接口IDL描述如下：

interface RegAgent

｛void register（in SCRoot root，in long lRegData，out long lRegResult）raises（GeneralException）；

｝；∥！Control status of a station ＆send message.interface RegManager

｛∥！create new RegAgent interface to startcommunication with SC

RegAgent

createInterface（）raises（GeneralException）；

∥！Delete the reference of the RegAgent interface used by the SC after registration

void deleteInterface（in RegAgent regAgentRef）raises（GeneralException）；

｝；

設備成功注冊到SC后，需要與SC同步，包括在SC人機界面更新設備狀態；設備EOD版本同步，黑名單版本同步；設備運行模式同步。

2.2.2 數據庫設計

實體聯系（E－R）模型比較接近人的思維方式，使用簡單的圖形符號即可表達對問題域的理解。AFC車站信息管理系統的數據實體設計通過數據流圖（見圖5）和E－R圖概括描述（見圖6）。通過軟件開發最終完成AFC車站信息管理系統的設計。

圖6 系統數據庫設計總體E－R圖

3 結語

下的重要環節，可以為地鐵運營工作人員提供一個信息共享、實時控制的平臺，提高工作效率，優化

在AFC系統中，車站信息管理系統作為承上啟管理方式。通過對AFC系統的數據采集，對票卡信息和客流的統計，對車站通信系統和售檢票設備進行統一的管理，對員工管理的信息化，使得車站售檢票設備的配置更合理，盡可能地減少設備閑置或停止服務的情況；使得員工管理和考核標準化，維修過程更加制度化、規范化。同時，采用CORBA技術，使得系統具備良好的可移植性，可適應不同廠商的各種售檢票設備。本文所介紹的AFC車站管理信息系統的設計符合軌道交通自動化技術系統化、集成化的發展方向。

［1］趙時旻，董德存.軌道交通自動售檢票系統［M］.上海：同濟大學出版社，2007.

［2］王健，高朝暉，張寧，等.南京軌道交通線網AFC系統的數據傳輸［J］.都市快軌交通，2008，21（5）：85.

［3］Gao Zhaohui，Zhang Ning，He Tiejun.Study on the electronic payment system under region networking expressway［C］∥Proceedings of 14th World Congress on Intelligent Transport Systems.Beijing：Resarch Institute of Highway，2007.

［4］美國對象管理組織（OMG）編著.CORBA系統結構、原理與規范［M］.韋樂平，薛君敖，孟洛明，編譯.北京：電子工業出版社，2000.

［5］朱其亮，鄭斌 編著.CORBA原理及應用［M］.北京：北京郵電大學出版社，2001.

［6］范玉光.基于CORBA的數據交換技術的研究與實現［D］.南京：南京理工大學，2006.

［7］王國光.自動售檢票系統及關鍵技術研究［D］.北京：鐵道科學研究院，2005.