地铁延长线自动售检票系统与既有综合监控系统对接联调的方法

陈 楚 姚 霞

(西安市地下铁道有限责任公司运营分公司,710016,西安∥第一作者，工程师)

地铁延长线自动售检票系统与既有综合监控系统对接联调的方法

陈 楚 姚 霞

(西安市地下铁道有限责任公司运营分公司,710016,西安∥第一作者，工程师)

介绍了西安地铁2号线延长线自动售检票(AFC)系统接入原有已运行系统时，AFC系统与综合监控系统在综合联调中的对接联调方法。通过搭建模拟测试环境、增加冗余服务器、调整联调时间等方法解决2号线延长线AFC系统接入已正常服务的综合监控系统时存在的AFC联调时间紧张、延长线与一期工程数据点表不一致等难题,在不影响现有系统正常运营的情况下实现了延长线AFC与综合监控数据的互联互通,为国内在建的同类型延长线接入工程提出了建设性的思路。

地铁延长线; 自动售检票系统; 综合监控系统; 对接联调

Author′s address The Operation Branch of Xi′an Metro Co.,Ltd.,710016 Xi′an,China

综合监控系统(ISCS)作为地铁各系统间信息共享平台,监视并控制全线多个专业系统(如自动售检票(AFC)系统、列车自动监视(ATS)系统、门禁系统(ACS)、环境与设备监视系统(BAS)、火灾自动报警系统(FAS)、电力监视系统(PSCADA)等)的主要设备信息和重要报警信息(监视功能),并进行联动(控制功能)。作为独立系统的AFC系统，可实时监视全线各车站AFC系统的进出站闸机、自动售票机、自动充值验票机的运行状态及报警信息、更新显示客流统计数据等。如何将AFC与ISCS对接,实现AFC系统的数据采集和两系统间数据交换,是新开线路及既有线延长线路需解决的一个问题。本文介绍既有线延长线的AFC系统与ISCS的对接方式及联调方法,供同类系统延长线对接联调参考。

1 AFC系统与ISCS接口

1.1 AFC系统网络架构

1.1.1 单条线路网络架构

AFC系统的网络由中央计算机系统局域网、通信传输网、车站计算机系统局域网三部分组成,中央计算机系统局域网通过通信传输网连接到车站计算机系统局域网。网络系统建设涉及到的内容包括线路中央计算机系统、车站计算机系统、维修中心、模拟培训系统、网络安全部分和网络管理部分。中央计算机系统局域网与通信专业设备连接，进行时钟同步和信息传输;与ISCS相连,将AFC系统所有设备状态传给ISCS,包括客流和设备运行情况,保证ISCS专业工作站与AFC工作站状态信息保持一致。AFC系统层级架构如图1所示。具体AFC系统网络架构如图2所示。

1.1.2 延长线AFC系统网络架构

延长线是在已开通运营一段时间后的既有线路基础上,为了拓展线网运营需要,沿用原线路系统设计,新增数个车站,保持统一软硬件设备、数据传输机制及接口规范的延长线路。

注:ACC为清分系统；LC为车站计算机系统；TVM为自动售票机；BOM为半自动售票机；AG为自动检票机；EQM为自动查询机

图1 AFC系统层级架构图

注:TCM为自动查询机；IBP为综合后备盘;小清分系统为西安地铁1.2号线间的清分系统。3号线建成运营后将建立线网级清分系统,小清分系统功能将纳入其中

图2 AFC系统网络架构图

西安地铁2号线南段工程为2号线延伸线，包括三爻站、凤栖原站、航天城站、韦曲南站等4个车站。其AFC系统的网络架构需延续2号线一期工程的系统架构。南段工程每个车站形成各自的AFC局域网,车站终端设备间通过二层交换机进行网络连接,车站售检票设备交换机与车站级交换机(三层交换机)采用环形工业以太网相连接,负责车站终端设备和车站计算机之间的数据交换。车站局域网通过通信传输主干网与2号线中央计算机系统(CC)建立数据传输通道。延长线新建的4个车站的上层中央计算机系统与一期工程17个车站都使用原中央计算机系统,与综合监控系统的数据传输也通过中央计算机系统中服务器相连,并通过同一小清分系统实现对一卡通及1号线AFC系统的数据交互。

既有2号线AFC网络拓扑图如图3所示。2号线延长线的接入就是在2号线车站计算机系统部分加入三爻站、凤栖原站、航天城站、韦曲南站等4个车站。

1.2 AFC系统与ISCS的接口设计

AFC系统的2个核心交换机(核心交换机A、B)分别通过防火墙直接连接到ISCS的内部交换机(见图3),实现客流和状态数据的传输。

AFC内部核心交换机通过网线与通信服务器相连。通信服务器中装有实现AFC系统与ISCS数据实时互通的执行脚本,系统内部设置自动执行脚本任务,每日凌晨3:00自动执行脚本,生成数据实时同步日志并打包存放在指定目录,通过该日志可查看AFC与ISCS数据传输是否正常进行。另外,AFC系统维护人员每日巡检时会登陆通信服务器对该脚本运行情况进行检查,通过执行相关命令来查询AFC与ISCS数据传输是否实时进行，若有异常,及时给予处理。

核心交换机A中划分2个VLAN(虚拟局域网),分别给2个VLAN配置相应的IP地址,并与综合监控进行协商,将对应接口的IP与VLAN接口IP划分在同一网段内,保证网络通信的基本条件。目前,AFC系统与ISCS连接预留2个接口,1个已接入正式系统,另1个作为备用,若已用线路出现问题,则启用另一条线路。

2 AFC系统与ISCS对接

2.1 对接联调目的

ISCS与AFC系统在监控对象和功能上差异较大,ISCS监控地铁全线各子系统的主要设备工作状态和重要告警信息,并进行相关必要的联动控制;而AFC系统只需监视自身设备,但必须显示全部设备信息和全部告警。ISCS与单条线路的AFC系统的对接联调,是为了实现AFC系统向ISCS后台发送的线路AFC系统设备最新数据与AFC系统数据表中存储数据实时一致，并实时显示在ISCS的人机界面(IMS)上,供地铁用户监控使用。

2.2 对接联调方法

2.2.1 对接前的准备工作

在前期网络规划时要预留与综合监控专业的互通端口,新线开通前,通过相关负责人与综合监控专业协商好地址划分原则和策略,由专业工程师对交换机和服务器进行配置。在交换机中划分2个VLAN,分别给2个VLAN配置相应的IP地址(该IP要与ISCS对应接口IP在同一网段内),保持网络畅通后,要在通信服务器中配置同步脚本,保证AFC系统与ISCS数据能够实时同步。

2.2.2 对接前的测试工作

为了保证AFC系统与ISCS对接后客流和设备状态数据能正常上传,且状态显示无误,必须在对接前进行完整的测试。

AFC系统与ISCS采用双线(以下简为“网线A”和“网线B”)冗余设计,以保证线路的安全可靠性。为了确保两条线均有效,必须对其分别进行测试。

将交换机中的网线B断开,网线A与ISCS相连接,并通知AFC专业和综合联调相关负责人同时打开监控工作站,对车站设备状态进行测试。测试过程中,需按照点表计划对正线设备状态进行设置,再由AFC和综合监控专业人员核对设备状态是否一致,通过反馈确定交换机网线是否畅通。同样的测试方法,将网线A断开,连接网线B后进行测试。测试完成后，将网线A和网线B均插到相应的核心交换机中,即完成了AFC系统与ISCS的对接测试工作。

2.3 延长线中对接难题

延长线与新开线路的基本调试方法相同。由于2号线一期工程已开通运营,为保证一期工程AFC系统的正常运行,在进行延长线的数据信息接入及与ISCS互联互通的调试过程中,应尽可能采用与一期工程一致的软件平台,减少对一期工程既有系统运行的影响和干扰,实现延长线的平滑接入。但是，因为AFC系统工程调试期接近开通期等因素,使其在与ISCS的综合联调配合上存在问题。

图3 既有2号线AFC网络拓扑图

2.3.1 AFC联调时间紧张

AFC系统工期的特殊性,导致其在完成自身可靠性稳定性单调后,已进入延长线筹备开通期的尾期。此时距线路开通仅有不足2个月的时间,联调测试的其他系统已进行完大多数测试,ISCS也不例外,不仅完成了延长路段的单系统测试,并且完成了将延长段子系统并入正式ISCS的测试。这意味着AFC系统要承担与正式ISCS联调的压力。

2.3.2 测试结果复测难

由于ISCS为正式系统,而2号线AFC系统仅能通过CC的一个接口与ISCS连接,故所有的测试工作将在非运营时段展开。该时间段短,测试项目多,组织协调难度大,许多问题的复测较难实现,使得项目实施周期拖长。

2.3.3 数据接口点表不一致

由于施工跨度时间长以及工程招投标和技术上的原因,延长线和一期工程使用的数据点表有可能不统一。

3 延长线对接过程中的对策

3.1 搭建模拟平台

将延长段AFC系统作为独立的系统,增加2台服务器分别代替其上层应用系统中央计算机及小清分系统，搭建临时模拟平台。

3.2 调整联调时间

为了保证既有2号线正常运营的系统不受影响,联调工作须推延在收车后作业,且每项调试工作前要申请单独作业令以保证系统安全,作业必须在非运营期内进行,在运营开始前结束。

3.3 数据衔接方案

为在延长线纳入时不影响一期AFC的运行,实现平稳过渡,需在CC增加一台冗余服务器,实现对CC服务器的改造。此套冗余服务器仅在系统联调期间做测试使用,系统正式运行后将撤离。CC服务器的改造方案中,该实时服务器应采用“类似集群”的架构,即采用由多台服务器共同协作运行的服务群组。新增2台互为冗余的实时服务器将延长线各车站接入,并将延长线所有数据存储于新增的磁盘阵列中。新增实时服务器和原2号线中央服务器在控制中心并列运行。在对新增服务器和接入的延长线数据进行测试和联调的初期,两段线路通过中央交换机的软件设置形成物理上的隔离(防火墙),延长线系统的调试不会对原2号线服务器的数据流向产生任何影响,2号线的ISCS仍维持原系统的稳定运行。

3.4 筹备应急方案

将测试系统接入正式系统时,应考虑系统存在风险,做好应急准备工作。例如，出现多台设备或多个车站终端设备无法正常服务或业务处理异常时,应立即断开与上层网络连接,启动参数回退应急预案；遇到交易无法上传的异常情况时,可采用离线拷贝方式,将设备或系统数据导入,还原到上层系统。

4 结语

本次延长线接入中运用模拟环境测试、夜间调试等非常规测试方式,解决西安地铁2号线延长线接入已运营的ISCS中的难题，最终实现了ISCS与AFC延长线数据接口的联通,并保持了延长线与一期工程数据的互联互通和人机界面的一致性。另外,为了不影响现有车站和CC运营,利用夜间非运营时间接入,并采用成熟可靠的技术方案实现平滑无缝接入,从而确保在接入延长线后全线ISCS整体性能不低于原有设计能力。今后新线的接入均可采用以上方法。希望本文能为同类系统延长线接入工程提供参考。

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.地铁设计规范：GB 50157—2013[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.城市轨道交通自动售检票系统检测技术规程:GB 50490—2009[S].北京:中国建筑工业出版社，2011.

[3] 赵时旻.轨道交通自动售检票系统[M].上海:同济大学出版社,2007.

[4] 严嵘,张昆.徐劲松.轨道交通综合监控多线AFC接入协议[J].自动化技术与应用,2012,31(1):19.

Docking and Debugging between AFC and ISCS on Metro Extension Line

CHEN Chu, YAO Xia

The measures of docking and debugging between AFC system and ISCS during the commissioning phase on the extension line of Xi′an Metro Line 2 are introduced. Through the platform of simulation testing environment, adding redundant servers and other methods, problems existed in the docking and debugging between AFC system and ISCS which are in normal service on the extension line of Xi′an Lines 2 are solved. This method has realized the interconnection between AFC on the extension line and the ISCS data without affecting normal operation of the existing system, providing a construction idea for the docking and debugging project of the extension metro line built in China.

metro extended iine; automatic fare collection(AFC); integrated supervision control system (ISCS); docking and debugging

U 29-39; U 293.22

10.16037/j.1007-869x.2016.07.019

2015-02-02)