| 标题 | 地铁自动售检票系统设计及关键技术探讨 |
| 范文 | 摘 要：城市轨道交通自动售检票系统（Automatic Fare Collection，AFC）是一种利用先进的机电一体化技术和电子、通讯、网络等技术，实现售票、检票、计费、收费、统计、管理等全过程的一种自动化系统，其目前被广泛运用于我国的轨道交通领域。本次研究重点围绕AFC系统的设计以及关键技术两个方面进行分析。 关键词：地铁;自动售检票系统;设计;关键技术 中图分类号：U293.22 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）13-0059-02 0 引言 1978年，我国只有北京、香港这两个城市拥有地铁，截至2017年底，全国已有36座城市拥有地铁，共161条线路，总公里数已达到4991.7km，日均吞吐量已达到4000万人[1]。由此可见，我国的地铁发展是非常快速的。其中AFC系统的应用对于加快地铁通行速度、减少票务损失与纠纷等方面有着非常显著的作用。 1 关于AFC 整个AFC系统包括收费闸机、自助式售票机、自助式充值机、票务员使用的票务机等。AFC在地铁中的应用离不开计算机、通信、网络、自动控制等技术，最终呈现出实现轨道交通售票、检票、计费、收費、统计、清算等全过程。AFC系统自上而下可以分为五层架构：清分中心、线路计算机系统、车站计算机系统、车站终端设备、车票。AFC系统在取代纸质车票的基础上实现自动售检票，可发挥出自动售票、自动检票、自动清结算、半自动补票及票卡更新等功能[2]。AFC系统开通后，通过乘客进、出站刷卡，可以精确记录乘客乘车的起、终点，准确掌握客流时、空分布规律，实时统计各线路及各车站的客流量，为地铁运营组织提供基础数据，应对客流变化及时调整运力，缓解拥挤。 2 AFC的设计分析 由于我国的地铁建设工作发展迅猛，整个地铁系统正在不断的扩张，加上地铁线路变得越来越复杂。传统的地铁自动售检票系统已经无法满足如今的客流量需求。全新的AFC系统已经逐渐取代既往采取的半自动化系统，而这其中，就需要有大量的先进技术作为支撑，有效实现对系统的统筹规划与管理。 整个AFC系统中，其中中央计算机系统是自动售检票系统的核心系统，它能实现对AFC系统内所有设备的监控，实现系统运营、收益及设备维护、研究[3]。AFC系统充分考虑综合交通网络其他子系统的票务需求，为各交通子系统的售检票一卡通、跨系统的自助车票预订、票务清分清算、密钥安全体系管理、黑名单等运营参数同步、路网拓展等设计因素，构建兼容性好、扩展性强的自动售检票系统体系架构。 2.1 硬件方面设计 目前AFC系统中最核心的技术为云计算系统，其通过将大量的计算和管理，最终输出为地铁票的售票、检票工作提供服务。通过利用云计算技术，还能够将整个系统内的所有内核设备和外部设备整合在一起，将数据转化为计算机语言，通过进行高效且精确的计算之后再通过相应的语言输出，有效完成了对乘客流量的掌握以及营业状况的统计等多项工作。需要注意的是，该系统的硬件核心工作模式非常复杂，要重视将地铁网的数据网与云计算中心连接，确保地铁运营产生的所有相关数据都能够及时上传到云计算中心。当对所有信息与数据完成交叉计算之后，再将数据再次发送到输出端。 而针对AFC系统的硬件方面，需要结合当地地铁系统的规模来确定其最终的运算模式，并考虑到每一个站点之间的数据。而这都依赖于云计算系统中的两个结构，一是服务系统以及服务器，二是运算系统[4]。两个不同的部分，完成结构的连接以及数据信息的交换与交流。通过利用这两个硬件结构，能够有效实现地铁系统之间信息的快速流通与传递。另外就是关于售票与支付系统之间的连接，安全是这方面的信息安全数据考虑与设计的重点。 2.2软件结构设计 从软件设计方面而言，AFC系统与云计算技术的连接是整个系统中的核心。两者之间的连接，确保了AFC系统具有基本的运算功能，再以此作为基础进行软件结构的设计。AFC系统在收集到所有数据之后，并将其初始化，再将其转化为统一的计算机语言，通过云计算技术进行计算。软件中的云计算系统作为其中的一部分，能够将用户以及地铁站在运行过程中产生的相关数据上传至服务器云计算技术，再对这些数据进行存储和处理。其中，依靠计算机系统的计算功能实现对海量数据的处理。需要注意的是，要实现对资源合理的安排与配置，确保整个AFC系统的安全性，避免受到外部的影响[5]。 2.3 设计中的注意事项 在进行设计的过程中，需要重点集中在TVM纸币和硬币模块，AG扇门机芯及电击、扇门外部材料等方面的设计及选择。从人员配备上而言，所有相关设计工作均需要有强大的人力资源，确保有足够的设计成本，这就需要注重有专业的设计人员及设计周期等。另外，还需要重点针对考虑重庆地区高温高湿的气候对AFC系统中各种设备的影响，因此需要注重各种零部件的选择。另外，在设计中还需要体现出人性化设计。 3 AFC的关键技术分析 3.1管理各种终端设备 在整个地铁系统中，自动终端设备帮助乘客购票或者是了解换乘信息等，其对于保证整个地铁运行有重要价值。运维人员需要注重对其自动终端设备等的管理和维护，确保其能够正常投入到地铁系统中。 3.2 注重用户信息安全管理 地铁站中的售票机直接与用户的账户关联，涉及到海量的用户信息，一旦出现信息安全问题将带来严重的后果。面对这种情况，地铁系统必须建立相应的安全工作系统，避免任何形式的用户信息泄露。 3.3 能够可持续发展 为保证AFC系统能够不断适应变化、发展的外部环境，需要注重对AFC系统的改造与升级。注重对AFC系统的升级改造，不仅仅是要满足城市轨道交通工程运营和管理的要求，另外还要考虑远期工程的延长或调整需要。其中重点进行互联网支付的取购票及互联网支付过闸的技术升级与改造，从自动售检票系统和清分中心相关软件着手，实现包括对票务中心系统、维修中心系统、模拟培训中心系统、车站计算机系统、自动售票机、半自动售票机、自动检票机、便携式检票机、车票及其他附属设备等的改造。其中的清分中心就是处理轨道交通各条线路之间，与公交、银行及系统之间的清算分账、车票交易数据的处理及统计分析，可以保障市民们购票乘车体验。 3.4 注重AFC安全性 由于天气影响，尤其南方城市地下水位高，十分容易出现地面线槽漏水的情况，轻则造成强、弱电干扰，重则造成漏电现象，严重影响地铁的安全运行。因此需要重视地下线槽的防水性，为防止线槽渗水造成安全问题，需要提高地下线槽的防水等级，要求能够达到IPX7防水级别（早期的地下防水线槽防水级别为IPX3）。通过开展自动售检票系统公共区防水线槽密闭实验了解防水性能。实验要求严格按照国家标准、行业标准及工程验收方案对防水线槽进行认真、细致的测试实验，确保能够为重庆轨道交通环线二期自动售检票系统后期顺利施工提供保证，也为环线开通后的安全运行提供长期的保障。 4 结语 对于交通行业自动售检票（AFC）系统，其中的顶层架构设计、互联网支付与电子票卡应用、AFC大数据挖掘、人工智能方案等应用，对AFC系统有着重要意义，通过学习国内先进的AFC系统设计理念和未来的发展方向，并紧跟时代步伐，做好设计工作，充分体现AFC系统在交通行业中的自动化优势。然而，由于受到外界多种因素影响都会给整个AFC系统带来较大不确定性，特别是换乘站数量的增加、换乘形式的变化以及换乘条件复杂多样，均要求AFC系统不断优化其性能。其中通过注重对AFC系统的设计，保证其能够为方便乘客乘坐地鐵、换乘。 参考文献 [1] 项煜，陈晓旭，杨超，等.基于地铁售检票系统刷卡数据的乘客出行模式分析[J].城市轨道交通研究，2020，23（6）：63-67. [2] 李亚.移动支付在城市轨道交通自动售检票系统中的应用探讨[J].计算机产品与流通，2020（3）：70+74. [3] 薛万彪.基于新型支付技术在城市轨道交通自动售检票系统中的应用研究[J].机电工程技术，2019，48（9）：186-189. [4] 裴练军.一种城市轨道交通自动售检票系统票卡快速识别实现方法[J].计算机应用与软件，2019，36（7）：133-137+163. [5] 陈秀联.基于混合云技术的银联金融IC卡在深圳地铁的应用[J].电子技术与软件工程，2019（13）：164-165. Abstract：The automatic fare collection （AFC） of urban rail transit is an automatic system which uses advanced mechatronics technology and electronic， communication， network technology to realize the whole process of ticket selling， ticket checking， billing， charging， statistics and management. It is widely used in the field of rail transit in China. This research focuses on two aspects of AFC system design and key technologies. Key words：subway;AFC system;design;key technology 收稿日期：2020-06-07 作者简介：湛晓（1983—），男，重庆人，本科，中级工程师，从事轨道交通自动售检票系统工程建设、维修、改造、升级工作。 |
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