城市軌道交通AFC監視中心系統方案的研究

李 郁，張東輝

(北京全路通信信號研究設計院集團有限公司，北京 100070)

1 概述

隨著軌道交通運營建設的不斷飛速發展，國內各城市線網從單一線路逐漸發展到網絡化運營階段。自動售檢票系統是軌道交通各系統中最早實現自動化聯網運行的系統，也是軌道交通實現網絡化運營的基礎，但是仍然存在管理分散、網絡化功能單一等問題。同時隨著軌道交通服務水平的不斷提高和互聯網等各種支付技術的發展，軌道交通運營者對AFC 系統的可靠性、可維護性及網絡化運營數據的支持等方面提出了更高的要求。

2 城市軌道交通AFC系統運營管理現狀及存在問題

由于各城市軌道交通建設和運營管理模式不同，軌道交通的建設、運營主體越來越多元化。各運營企業相互獨立，運營管理也自成體系。由此帶來了AFC 系統設備管理分散、應急處置不及時有效、信息匯總和統計分析不全面等方面的問題。

各城市軌道交通線網規模越來越大， AFC 終端設備數量和種類繁多，設備地域分布面廣、交易數據量大；同時AFC 系統的設備狀態、交易數據敏感度高，這些因素均使系統的穩定運行和運維管理面臨巨大挑戰。

隨著各城市軌道交通線網規模的快速擴大、新業務和新技術的快速推行，對軌道交通運營精細化管理、網絡化集中管理的要求越來越高，對信息的實時性要求也越來越高，需要對AFC 系統狀態及時、全面的掌握。但是，各運營企業線路中心/多線路中心/區域中心（LC/MLC/ZLC）系統主要負責各條線路的設備管理和客流數據分析等， ACC 系統主要負責線網清分清算、客流統計和票卡管理等。整個AFC 系統的運營管理相對分散、上下位管理匹配度低，各類數據更新不夠及時，對票卡管理不夠全面，對網絡傳輸質量和數據質量的監視審核缺位，不能滿足新形勢下的運營管理需要。

3 AFC監視中心系統需求分析

城市軌道交通AFC 運營管理需要建設一個網絡化集中運營管理平臺，將各類AFC 系統數據在AFC 監視中心匯總，并實時監視、分析AFC 系統運行情況。

通過建設網絡化集中運營管理平臺，打破各運營線路系統的界線，實現信息資源共享，為乘客服務業務和線網AFC 系統運維提供技術支持。由網絡化集中運營管理平臺監視線網AFC 系統的設備運行狀態、數據傳輸、客流數據和AFC 運營模式；對線網票卡進行全生命周期的管理，包括票卡使用情況和異常情況的集中監視。

需要建立一套完善的AFC 系統運營評估體系，通過對設備運行、數據傳輸、乘客客流、AFC 運營模式、清分中心（ACC）運行、乘客服務、票卡使用等各項業務運行情況的監測評估和會商分析，不斷提高AFC 系統運行效率和質量，實現AFC 系統持續優化改進。

需要建設一個集中展示平臺，對線網AFC 系統業務數據、設備管理數據、客流數據、告警信息等數據進行集中顯示；同時為方便了解各車站現場運營情況，將各線路CCTV 系統監視畫面引入集中展示平臺。

4 AFC監視中心系統方案

4.1 功能設計

AFC 監視中心系統是城市軌道交通AFC 系統網絡化集中運營管理平臺，實現線網AFC 系統的集中監視和管理。系統總體功能如下。

設備監視：對線網AFC 系統設備建立設備臺賬并及時更新，實時監視其運行狀態，并支持設備維修工單和督辦單管理，實現設備故障時快速響應、快速處置，督促未及時處理的故障盡快處理；實時監視設備運營參數和軟件版本，監測異常時告警。

數據傳輸監視：實時監視線網各層級數據傳輸情況，發現異常及時告警，實現快速定位和響應處置，保證數據及時、準確、完整上傳。

客流監視：實時監視全線路客流及其變化情況（實現分鐘級監視），第一時間掌握客流異常并告警，實現線網客流的統計分析、監測評估、綜合查詢和歷史數據導入導出等。

AFC 運營模式監視：實時監測車站降級/緊急模式變化情況并告警，按線/站/設備查看模式履歷接收情況，會商評估模式影響及組織車站應對，實現降級/緊急模式實時監測和快速處置。

ACC 運行監視：在ACC 運營參數、一票通票卡參數以及清分模型參數等下發前對參數內容進行確認，實現ACC 系統參數監管；對AFC 系統設備參數/軟件版本進行監視，實現設備參數/軟件版本的實時管控。

乘客服務監視：為乘客各類票卡扣費異常、乘客各類優惠異常等乘客異議申訴提供后臺技術支持；并通過對交易數據與AFC 操作管理相關業務規則比對分析，自動判斷前一日的異常交易數據，實現車站票務操作異常監視。

票卡監視：以卡號為最小管控單元實現票卡追蹤管理，通過統計分析票卡運營指標，實時掌握票卡的時空分布，監視各層級票卡庫存，輔助決策票卡調配；支持密鑰卡申請業務直接辦理，并監視密鑰卡正確安裝。

AFC 運營評估：定期匯總和評估分析AFC 系統設備運行、數據傳輸、乘客客流、AFC 運營模式、ACC 運行、乘客服務、票卡使用等各項業務運行情況，不斷提高AFC 系統運行效率和質量。

另外，AFC 監視中心需具備各運營企業所轄線路AFC 系統日常管理、線路AFC 調度功能、數據進行可視化、圖形化展示等功能。

4.2 系統總體架構設計

總體上，AFC 監視中心系統采用分層的方式進行設計，分為基礎層、數據層、數據交換處理層、技術支持層、業務層和展現層等6 個層次。系統總體架構如圖1 所示。

圖1 AFC監視中心系統總體架構圖Fig.1 Overall architecture diagram of AFC monitoring center system

基礎層：由硬件網絡層和系統軟件層構成，為整個系統提供軟硬件、網絡運行環境支撐。

數據層：由關系型數據庫為系統提供業務數據的存儲和管理。

數據交換處理層：實現與AFC 系統、ACC 系統、調度指揮中心（TCC）系統、信息中心系統、一卡通系統等外部系統的連接，并與這些系統進行數據交換，采用多種數據采集和交換技術和方式—采用企業服務總線（ESB）構建交換數據的數據通信系統、由Socket、MQ、FTP 等構建數據采集系統、統一的數據實時處理系統和其他對外接口等。

技術支持層：為系統的業務管理提供技術支持。

業務層：由系統的設備運行監管、數據傳輸監管、客流監視、運行模式監管、ACC 運行監管、乘客服務、票卡監管、AFC 運營評估等8 大業務模塊組成，實現系統的業務管理。

展現層：包括大屏幕系統、業務終端和移動終端的界面展示，實現系統的集中監視、業務管理等。

4.3 系統網絡系統設計

AFC 監視中心系統網絡包括業務系統網絡、接入網絡、大屏幕顯示系統網絡和實驗室測試平臺網絡等4 個部分。系統網絡如圖2 所示。

1）業務系統網絡

圖2 AFC監視中心系統網絡系統圖Fig.2 Network system diagram of AFC monitoring center system

業務系統網絡在結構上按照星型結構設計，由核心交換機作為整個網絡的中心節點實現各部分的連接，包括核心網絡區、生產設備區、安全設備區、業務發布區。

核心網絡區：外聯信息中心、ACC、LC/ZLC/MLC、互聯網+、TCC、辦公網等網絡系統，外聯核心交換機由兩臺核心三層交換機組成，與兩臺防火墻相連；內聯核心交換機由兩臺核心三層交換機組成，旁路部署兩臺入侵檢測設備。

生產設備區：內聯核心交換機冗余連接部署應用軟件的服務器和數據庫服務器。兩臺磁盤陣列通過兩臺光纖交換機與服務器冗余相連。

安全設備區：內聯核心交換機分別冗余連接部署日志審計、終端安全管理、網管、殺毒安全中心軟件的服務器。

業務發布區：使用VPN 作為訪問控制設備，外部與辦公網相連，內部與外聯核心三層交換機相連；該設備作為APP 服務器與外網之間的網關，并旁路部署入侵檢測設備進行入侵檢測。網閘設備作為DMZ 區域的代理網關，隔離AFC 監視中心內網和辦公網。

2）大屏幕顯示系統網絡

大屏幕顯示系統與AFC 監視中心其他系統相對獨立，AFC 監視中心業務數據和線路CCTV 系統監視畫面直接采用視頻線纜通過多屏處理器接入，路網圖數據采用網絡線纜通過大屏交換機接入。

5 總結

各城市軌道交通AFC 系統隨著線網規模快速發展迅速擴大和復雜化。在線網網絡化運營的趨勢下，AFC 系統的網絡化集中運營管理勢在必行。AFC 監視中心系統的建設能夠及時響應AFC 系統運營管理的變化，能夠為軌道交通運營管理者提供線網AFC系統的設備運行和業務運行監視，為AFC 系統運營管理提供及時有效的管理手段，是AFC 系統運營管理必不可少的技術支撐平臺。