多线共用AFC系统线路中心设计探讨

李道全 赵华伟

(北京城建设计研究总院有限责任公司 北京 100037)

1 多线共用AFC系统线路中心的建设背景

随着时间的推移，城市轨道交通由“从无到有”发展到“从有到多”，并逐步形成了城市轨道交通网络化运营格局。从1998年开始，国内就采用AFC系统进行收费，实现了轨道交通的自动和半自动售票、自动检票、计费、收费、统计、结算等全过程的自动化管理。其中，线路中心(LC)系统为轨道交通AFC系统的核心部分，可实现对所辖线路AFC系统运营、票务、收益、维修、培训的集中管理功能。因此，LC系统的规划设计对整个线网的AFC系统规划建设将起到重要的引导性和决定性作用。为了满足网络化运营需求，从“资源共享”角度出发，采用何种LC系统的建设模式才能更好地适应轨道交通的建设和发展，是各地轨道交通AFC系统的线路中心系统规划建设中一个非常突出的问题，在城市轨道交通建设中得到了各参建单位的高度关注。因此，非常有必要对线网AFC系统的LC系统的资源共享问题展开探讨，以促进我国城市轨道交通AFC系统建设事业的快速发展。

2 国内AFC系统构成现状及存在的问题

目前，在国内外城市轨道交通的大多数既有和在建线路中，AFC系统都是按照“一线一中心”的传统设计原则进行构建的:第1层是清算系统(ACC)，第2层是线路中心(LC)，第3层是车站计算机系统(SC)，第4层是车站终端设备(SLE)，第5层是车票。按此架构形成的建设模式已在国内众多城市中体现，如上海、北京、广州、南京、武汉、杭州、深圳等城市。

各城市轨道交通线网在不断扩大，在建线路也越来越多，若每条线路均设置LC系统，将造成投资和资源(如系统设备、用房等)上的极大浪费。在ACC层面搜集的信息较少，而线路之间的信息在ACC下层无法实现共享，同时也增加了运营管理、票务管理、维修管理的定员，造成管理效率较低。因此，在对LC系统进行建设时，有必要结合线网建设时序、管理需求等多方面因素，开展对LC系统建设模式的研究分析。

3 多线共用AFC系统线路中心的建设目的

我国目前正处于城市轨道交通建设的高峰期，为了实现线网LC系统建设的资源共享化、管理集束标准化、信息安全化、流程动态可视化和位置高度专业化，需进行多线共用线路中心(MLC)的建设。

3.1 适应系列化标准需要

随着北京城市轨道交通线网AFC系统技术的不断发展，在北京市交通委员会的指导下，北京市轨道交通路网公司、北京市地铁建设管理公司及北京市地铁运营公司等部门共同参与制定了暂规、标准及规范。在这些文件的指导下，北京的轨道交通线网AFC系统已经形成了部分系列化标准产品(如统一读写器等)，为MLC的规划建设奠定了坚实的基础。为了充分利用北京轨道交通系列化标准成果，落实科学发展观，非常有必要实施MLC系统项目。

3.2 满足网络化运营需求

国内较早实施AFC系统的城市(如天津、上海、广州、北京、南京、深圳等地)均经历了先期单条线路AFC系统各自建设线路中心这一过程，随着时间的推移，其弊端越来越明显。为了能更好地满足网络化运营需求，实现城市“一卡通”、轨道交通“一票通”的运营目标，便于乘客在线路间无障碍换乘，保证轨道交通与城市一卡通间的清分及管理，完成运营线路间的清分及管理，解决工程实施中的接口及互联互通等问题，从线网建设及运营角度考虑，非常有必要实施MLC项目建设。

3.3 节省项目建设投资

按北京轨道交通建设规划，1个MLC项目包括大约10余条线路的车站AFC系统的接入，也就是说，1个MLC系统的建设规模相当于将10余条线路LC系统整合了的规模。无论是从设备的配置、用房、用电还是从工程实施等方面看，建设MLC项目的总投资都少于各自独立建设线路中心项目的总投资。为此，从节省建设投资考虑，非常有必要实施MLC项目。

3.4 提高系统经济效益

通过实施MLC项目，一方面，可以最大限度地实现资源共享，大大降低建设成本和运营成本，促进管理的规范化;另一方面，在设备系统的采购上，可以按国内供货商的技术特长选择产品，再自行组合成系统，从而大大提高国产化率，降低建设投资。另外，从某种意义上来说，MLC项目实质上就是对北京轨道交通AFC系统的一个提前规划，可实现北京轨道交通AFC系统的“分期建设”目标，做到投资效益最大化。

4 北京轨道交通MLC建设方案比选

随着AFC系统技术的发展，按不同的城市轨道交通规划建设特点，MLC的建设方案主要有两种。

4.1 方案1:MLC与ACC分开设置的方案

在此方案中，城市轨道交通自动售检票系统根据业务和应用划分为5个层次:第1层是城市轨道交通清分系统(ACC)，第2层是线路中央计算机系统(LC)，第3层是车站计算机系统(SC)，第4层是车站终端设备(SLE)，第5层是车票。

ACC是轨道交通整个线网AFC系统的控制管理中心，实现对轨道交通线网内各运营商的统一协调以及系统和安全的管理，负责轨道交通各线一票通及一卡通的运营管理、票务管理，负责轨道交通与一卡通系统的清算、对账及与各线路间的清算，负责对外的信息服务，实现轨道交通各线路LC系统的有效接入。

MLC是轨道交通AFC系统多线共用线路的管理中心，在轨道交通网络化运行下接受ACC指令，实现对所监控接入线路的运营管理，并向ACC上传交易数据;与ACC进行对账;实现对所管辖接入线路票务及设备的管理;当出现通信故障必须由MLC独立运行时，独立管理所监控接入线路系统的运行。各线路上的车站计算机系统通过线路数据汇聚设备，直接与MLC连接。

MLC与ACC分开设置的方案如图1所示。

图1 MLC与ACC分开设置的方案

4.2 方案2:MLC与ACC合并设置的方案

将原ACC清分清算功能集中到LC系统，其系统架构分为4个层次:第1层是线路中央计算机系统(含城市轨道交通清分系统)，第2层是车站计算机系统，第3层是车站终端设备，第4层是车票，即建立一个集成ACC的MLC。

集成ACC的MLC是将城市轨道交通线网中所有的线路统一设置为1个LC系统，各线路上的车站计算机系统通过线路数据汇聚设备直接与MLC连接。集成ACC的MLC相当于AFC系统的中央数据处理系统，负责获取全线网的所有交易数据，同时负责线路的运营管理及与一卡通、线路间的清分清算。

由于线网的所有信息都由集中式线路中心系统统一处理，所以集成ACC的MLC需要具备较大的存储容量和高速处理能力。同时，由于集中管理，所以对集中式线路中心的可靠性也提出了较高的要求。从投资的角度看，这种方案节省投资，可以实现资源共享及网络化管理。

MLC与ACC合并设置方案如图2所示。

图2 MLC与ACC合并设置的方案

4.3 北京市轨道交通MLC建设推荐方案

2009年北京轨道交通线网LC系统概况及线路建设规划时序如表1所示。

表1 2009年已开通线路LC系统构成概况

由表1可知，截至2009年，除M1与M2、M10一期与M8一期合建AFC线路中心系统外，其余均采用“一线一中心”的建设模式。而M8一期在M8二期建成后，将从M10一期剥离，纳入M8二期设置的LC系统。按2009年的线网规划，2010至2015年，将建成开通亦庄线、房山线、昌平线、大兴线、M15 一期、M6、M9、M8、M10二期、M7、M14共11条线路，除大兴线已确定运营主体为京港地铁运营公司外，其余运营主体均暂定为北京地铁运营公司。

由于上述规划线路建设期间隔较短，相对集中，因此很有必要对同一家运营主体管理的亦庄线、房山线、昌平线、M15 一期、M6、M9、M8、M10 二期、M7、M14 等10余条线路进行LC系统资源共享。结合2009年北京轨道交通线网线路建设规划的特点，同时考虑到北京轨道交通线网ACC已于2008年投入使用，线网内存在两家运营商，ACC必须本着公平、公正、公开的原则进行清分对账，因此推荐北京市轨道交通MLC建设采用方案1:MLC与ACC分开设置。

5 北京轨道交通MLC具体实施方案

5.1 MLC总体构成

北京市轨道交通MLC由正式中心、灾备中心组成，按北京市建设规划，MLC正式中心设置在小营轨道交通指挥中心大楼内，MLC灾备中心设置在M13指挥中心大楼内。MLC正式中心主要由运营中心、维修中心、票务中心、接入测试中心、调试中心等系统组成。MLC灾备中心主要由灾备运营中心、灾备维修中心、灾备票务中心等系统组成。MLC体系框架如图3所示。

图3 MLC系统框架

5.2 与所辖线路AFC系统数据汇聚节点方案

为了确保在调试及运营阶段各线路能独立安全运行，界面明确，各条线路之间、各线路与MLC之间网络相对隔离，同时在安全方面各自责任界面无相互交叉，有必要设置各线路AFC系统线路数据汇聚节点。

线路数据汇聚节点由防病毒服务器、防火墙、入侵检测系统、交换机、路由器、工作站、机柜等设备组成。线路数据汇聚节点所配置的设备安装在各线路OCC机房(控制中心或临时中心)内，各线路通信专业提供线路数据汇聚节点与MLC接口所需的2个独立10/100(Mbit/s)以太网接口，带宽分别为100 Mbit/s，接口位置在各线路OCC机房(控制中心或临时中心)通信专业配线架的外侧;通信专业提供从线路OCC机房(控制中心或临时中心)通信配线架外侧至小营东辅楼TCC通信配线架外侧的传输通道，MLC专业负责从小营东辅楼TCC通信配线架外侧至MLC传输通道的施工。

5.3 与所辖线路ISCS系统接口方案

今后，北京市轨道交通的待建线路均要接入MLC，这些新待建线路的综合监控系统(ISCS)需直接与MLC接口，取消ISCS与各接入线路AFC系统(线路中心LC)的接口。为了满足运营需求，各新待建线路通信专业提供ISCS所需的2个独立10/100(Mbit/s)以太网接口，带宽分别为10 Mbit/s，接口位置在各新待建线路设备机房(控制中心或临时中心)通信专业的配线架外侧;通信专业提供从各新待建线路设备机房(控制中心或临时中心)通信专业配线架外侧至小营东辅楼TCC通信配线架外侧的传输通道;MLC专业负责从小营东辅楼TCC通信配线架外侧至MLC传输通道的施工。

6 结语

随着我国城市轨道交通建设步伐的加快，做好轨道交通线网AFC系统线路中心资源共享是十分必要的，可达到事半功倍的效果。线网LC系统为线路的重要节点，是构成线网的重要元素，与建设方案与建设时序、运营主体等密不可分。在国内城市轨道交通线网AFC系统线路中心资源的整合实施过程中，北京轨道交通线网AFC系统率先于2010年年底建成并投入使用。经过近两年的正常运营，证明了MLC达到了预期的建设目标，提出的资源整合方案是成功的，实现了所管辖线路之间的信息、人力、物力等方面的资源共享，实现了对运营控制、票务管理、维修培训的资源共享、管理集约和成本节约，对今后国内外轨道交通线网AFC系统中LC系统资源共享的设计研究具有非常重要的指导意义和参考价值。

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