基于云计算技术的地铁自动售检票系统设计

杨翼

摘 要：地铁是现代化城市发展的产物，相较于传统的公交系统地铁快速、高效的运输特性使其成为了城市公共交通体系中极为重要的组成部分。为缓解我国经济的快速发展以及城市化所带来的巨大的交通压力，我国有相当一部分城市都相继开展了地铁建设计划，在地铁的建设过程中涉及众多的子系统，地铁自动售检票系统是地铁建设中重要的组成部分，借助于现今快速发展的云计算技术所设计出的地铁自动售检票系统有效地解决了传统地铁自动售检票系统所存在的造价成本高、资源利用率低以及后期维护难度大等的缺点。本文在分析地铁自动售检票系统特点的基础上对基于云计算技术的地铁自动售检票系统的设计进行分析阐述。

关键词：云计算；地铁自动售检票系统；设计

中图分类号：U231 文献标志码：A

0 前言

地铁自动售检票系统主要用于地铁运营，其通过与乘客的直接交互来为地铁系统获取经济收益。传统的地铁自动售检票系统虽然能够完成地铁车票的自动化售检，但是随着地铁沿线的加长和网络化运营的开通将需要投入越来越多的资金用于地铁自动售检票系统的扩建与后期维护，在增加运营成本的同时也不利于地铁票务运营管理工作。借助于快速发展的云计算技术通过对现有地铁自动售检票系统进行系统架构精简、系统通信网络结构的改进的方式设计基于云计算技术的地铁自动售检票系统，应用云计算技术将地铁自动售检票系统的软/硬件资源进行统一管理、分配、部署和监控，从而实现地铁自动售检票系统的精简和运行效率的最大化，提高地铁自动售检票系统的运行效率。

1 传统地铁自动售检票系统组成分析

在传统的地铁自动售检票系统中，其基本结构主要分为清分中心、线路中央计算机层、车站计算机层、地铁自动售检票终端以及地铁票卡等5个层级。传统的地铁自动售检票系统采用的错位单线路管理模式。在组成地铁自动售检票系统的5个层级中采用的是树状架构体系各层级相互独立又各层相互管理，在应对普通的地铁购票业务时能够很好地完成相关作业。但是随着地铁路网的不断延伸和拓展，传统的地铁自动售检票系统所存在的弊端也逐步显现：（1）树状的地铁自动售检票系统构成将使得地铁自动售检票系统的拓展越来越难，地铁自动售检票系统的资源利用率也将逐步降低、层级业务重叠及数据的过渡冗余将导致地铁自动售检票系统的维护成本越来越高。（2）地铁自动售检票系统的建设与维护是一项长期性的工程，随着地铁建设的不断进行地铁前期工程中地铁自动售检票系统所采用的设备型号和接口会出现一定的不同，这就带来了设备接口转换和既有软件更新等的一系列的难题。

2 基于云计算技术的地铁自动售检票系统的设计

随着云计算技术的发展和应用将云计算技术应用于地铁自动售检票系统的设计，建立新的地铁自动售检票系统将有助于提高地铁自动售检票系统的通用性。相较于传统的地铁自动售检票系统架构，基于云计算技术的地铁自动售检票系统进行了架构精简取消了清分中心计算机层、线路中心计算机层以及车站计算机系统，并建立了基于云计算的云计算管理层，将传统的5层架构精简为3层架构。

2.1 基于云计算技术的地铁自动售检票系统的硬件结构

基于云计算技术的地铁自动售检票系统的硬件结构主要由自动检售车票的终端、车站终端设备以及云计算服务运行层，云计算层由云计算运行和支付所需要的所有软、硬件组成，并能够实现对于地铁自动售检票所产生的大量数据的集中采集、统计和管理，并能够对基于云计算技术的地铁自动售检票系统中的各项设备的运行状态进行集中监控、维护和管理。在基于云计算技术的地铁自动售检票系统的硬件组成上其不仅仅是一个基于S/C模式的系统，地铁自动售检票系统中的车站终端设备通过局域网与云计算中心进行连接和信息交互，并接受来自于云计算中心的信息数据反馈，地铁自动售检票系统还是一个基于B/C模式的系统，地铁工作人员可以通过桌面云或是浏览器来进行云计算服务界面的登录和相关服务的获取。在基于云计算技术的地铁自动售检票系统的组成上云计算层所包含的硬件主要有计算机、服务器、磁盘阵列、交换机等，硬件的规划可以根据地铁线网的规模、各节点的分布以及地铁沿线现有IT资源等情况来进行规划及分别部署。云计算层采用的是VL2大二层网络结构，在第一层中采用服务器群依托TOR交换机来与第二层网络进行通信连接，第二层则采用聚合层交换机和中间层交换机的相互交叉通信来与第一层共同构建大二层交互网络。通过构建这一大二层交互网络用以合理的分配规划各服务器之间的流量并确保流量在能够在服务器之间进行灵活的交互。云计算层与银行、第三方支付平台之间的信息交互将布置防火墙，并通过设置在防火墙之后的IDS来对网络系统进行监听。地铁自动售检票系统的通信主干网采用具备实时热备和无缝切换的自愈式光纤双环网，各站点与云计算中心的连接采用双连接环形网络，用以保障主干通信网的安全、高效的通信，当主环网出现故障时通信环网将自动将通信网络切换至次环网保障通信数据的安全交互。车站终端设备之间的连接和信息交互主要采用以太网与交换机所组成，其所构成的环网结构与通信主干网和云计算层之间的连接通过三级交换机。

2.2 基于云计算技术的地铁自动售检票系统的软件设计

在完成了基于云计算技术的地铁自动售检票系统的硬件连接与物理拓扑后需要完成基于云计算技术的地铁自动售检票系统的软件的设计来构建基于云计算技术的地铁自动售检票系统的票务和自动检售票业务的运营功能。构成基于云计算技术的地铁自动售检票系统的软件系统主要由以下3个部分所组成：

（1）云计算层的软件。云计算技术利用虚拟化、多租户、实时迁移等的技术来将大量的计算服务迁至云计算中心，依托云计算中心所具有的强大的计算能力来完成大量的数据计算和存储，在云计算层软件功能的划分上主要划分为负责云计算服务器组硬件资源及虚拟资源的运维管理，应用级软件管理则主要用于实现地铁自动售检所需要的特定计算、存储服务。运维管理和应用级管理软件相互结合保障了云计算层的安全、高效运行。

（2）票务管理终端软件。主要用于票务人员完成与云计算层之间的数据交互。票务管理终端软件的设计主要分为Web访问模块和软件模块两大组成部分，在使用时，票务人员使用Web访问模块来实现对于云计算中心相关服务的登录访问，根据Web登录层级云计算中心为其分配相应的虚拟资源，用户根据虚拟资源进行相关票务数据的处理。

（3）车站终端设备应用软件。其编制分为设备控制和应用逻辑两大架构层，设备控制层主要完成对于车站终端设备的控制管理并为应用逻辑层提供数据接口，应用逻辑层完成对于车站终端设备各项应用程序业务的处理，并将所处理的结果输送至乘客显示窗口或直接作为参数调用设备部件的API函数。

在基于云计算技术的地铁自动售检票系统的设计中还需要注意做好网络信息安全体系的构建，通过冗余网络、防火墙和数据侦听来保障系统的网络安全，并通过数据备份、数据加密等的方式保障各类数据的安全。

结语

基于云计算技术的地铁自动售检票系统将解决传统地铁自动售检票系统所存在的一系列弊端，从而使得基于云计算技术的地铁自动售检票系统有着良好的应用前景。本文在分析基于云计算技术的地铁自动售检票系统构成的基础上对系统设计进行了分析介绍。

参考文献

[1]雷定猷.基于云計算技术的地铁自动售检票系统研究[J].计算机应用研究，2014，31（2）：480-484.

[2]谭林海.基于云计算技术的地铁自动售检票系统设计[J].福建电脑，2016 ， 32 （9） ：95-96.