基于云计算技术的地铁自动售检票系统探讨

陆赛杰

摘 要 随着地铁建设的不断发展，自动售检票系统的建设成本不断增加，维护管理工作也变得日益复杂，为解决这些问题，文章进行了相关设计研究。首先对云计算的技术特点进行简要阐述，随后基于云计算技术，详细论述了地铁自动售票系统的设计。通过文章的分析和探讨，以期能够对提升地铁运营管理效率，提高系统资源利用率有所帮助。

关键词 云计算技术；地铁；自动售检票系统；设计

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）224-0113-02

1 概述

地铁自动售检票系统（Automatic？Fare？ Collection？System）简称AFC，该系统是整个地铁运营中的核心组成部分之一，其面向的对象是所有需要乘坐地铁的人员，与地铁的收益存在极为密切的联系。现阶段，国内一些主要城市都开通网络化运营模式，其中较具典型性和代表性是南京地铁，该地铁站采用的AFC系统为五层架构体系，管理模式为区域管理，这种模式最为突出的特点是能够根据不同的区域，对地铁站进行具体的划分，针对每个区域设置管理中心。在此前提下，能够使整个系统的建设成本逐步增大，系统的后期维护工作难度也随之提升，票务管理的复杂程度也越来越高，大量的资源随之浪费。为有效解决上述问题，基于云计算技术建设一套完善的地铁自动售检票系统显得尤为重要。

2 云计算的技术特点

云计算是互联网高速发展下的产物，它以互联网作为依托，可为用户提供虚拟化的资源，能够按照使用者的实际需要，为他们提供网络访问服务，经过授权的用户，能够通过网络直接进入到资源共享池中，对其中的资源进行使用。云计算自出现至今的短短数年中，获得了飞速发展，并在诸多领域中获得应用，大体上可将云计算的特点归纳为如下几个方面。

一是规模大。云计算中的“云”代表互联网，由此使得云计算具有了规模大的特点，如谷歌的云计算，现已拥有上百万台服务器，而普通企业的私有云，也都拥有着数量不等的服务器，少则几百台，多则上千台，这在一定程度上给使用者带来了强大的计算能力。

二是虚拟化。云计算不会受到时间和地点的限制，只要有网络，使用者便可获取相应的服务。“云”能够提供海量的资源，但它却并不是有形的实体，所有的应用全部都在“云”中的某处运行，使用者并不需要了解应用具体的运行位置，只需要一台终端设备便可借助网络服务完成任务。

三是可靠性高。云计算使用了多种技术措施，如数据副本容错、计算节点同构等，确保了所提供服务的可靠性。

3 基于云计算的地铁自动售检票系统设计

3.1 地铁自动售检票系统

3.1.1 系统的特点

地铁自动售检票系统作为地铁运营中不可或缺的组成部分，其集成了多种先进的技术，如机电一体化技术、计算机网络技术、信息技术、通信技术等。该系统的应用，能够实现售票、检票以及票务管理等工作的一体化。系统的特点主要体现在高效性、安全性、可靠性、自动化、智能化等方面。

3.1.2 系统的基本功能

常规的地铁自动检票系统主要是由两个部分组成，一部分是售票与检票管理系统，这部分是AFC的硬件系统，它的作用是确保系统稳定运行；另一部分是应用管理系统，它是AFC的软件系统，具体负责对地铁车票交易业务的管理。硬件系统由以下几个部分组成：自动售票机、旅客服务机、进出站闸机等。软件系统具备如下功能：运营、票务、结算以及系统维护等，可自动完成车票的销售记录和票务结算等工作。AFC系统的运用，不但为乘客出行带来了极大的方便，而且还使地铁的运行效率显著提升。

3.2 基于云计算技术的AFC系统设计

3.2.1 总体结构

基于云计算技术的AFC系统简称CAFC系统，其中C代表云计算。为体现本系统的先进性，经过研究后，决定采用分层结构体系，将整个系统分为以下3个层次。

1）第一层为车票。该层是系统的支付媒介。

2）第二层为终端设备。通过该层可使系统与乘坐地铁出行的人们完成交互，主要功能为售检票和验票。

3）第三层是“云”。该层主要是云计算服务运行与交付所需的软硬件，其可以实现的主要功能包括以下两个方面：一方面是对数据进行集中采集，另一方面是对采集到的数据进行分析和管理。同时，还能实现对设备的集中监控、维护管理等。系统架构图如图1所示。

3.2.2 拓扑结构

本次开发的系统采用了当前较为流行的模式，即S/C，借助地铁局域网，可使SLE与云进行直连，可向云进行数据传输，并接收云下发的指令及参数。同时，该系统还是一个基于B/C模式的系统，可通过桌面云，向票务人员提供相关功能。

本系统的硬件由3个部分组成：即云计算中心、通信网络、车站终端设备。其中云计算中心是核心，由机架、计算机、服务器等几个部分组成，它能够按照地铁线路的规模、客流量的多少、站内現有的IT资源等，进行具体的部署。在本系统的设计中，采用了多层网络中最为简单的二层结构，在该结构中，服务器群为第一层，第二层则是由中间层与聚合层交换机共同构成，这种结构较为突出的特点是能够保证服务器流量的均衡性。在本次硬件设计中，通信网络采用的是光纤双环网，之所以选用这种网络结构，主要是为了确保网络的运行稳定、可靠。车站终端设备通过以太网组成环网，并借助交换机与通信网络和云服务相连接，如果系统运行的过程中，通信网络发生故障，终端可以孤岛的运行方式，保留最近7天的所有数据。

3.2.3 软件结构

本次设计的CAFC系统，软件是核心，是系统相关功能得以实现的保障。

1）云计算中心软件。该软件拥有实时迁移等技术，能够承载系统大部分应用程序，帮助系统分担部分服务功能。为满足CAFC系统功能的实现要求，云计算中心软件被划分为集群级软件和应用级软件两个层次，前者可自动化管理云计算中的虚拟资源和硬件资源，并且为用户提供任务管理服务。后者主要负责实现自动售检票系统的部分应用程序。在对云计算机中心软件进行分层的基础上，可有效提高售检票系统的运行效率。

2）票务管理终端软件。可利用云计算中心交互功能，直接登录系统填写票务报表，进行工作交接，并且还可以根据票务工作需要及时查询相关数据。在票务管理终端的桌面云中，包括Web？访问模块和虚拟资源模块，前者为独立模块，后者为软件模块，可通过访问模块访问云计算中心，请求分配虚拟资源，建立起访问模块与虚拟资源模块之间的链接。在虚拟资源模块接收到链接请求后，票务人员可在界面上输入相关信息，直接调用虚拟资源，并在屏幕上显示出所需信息。

3）车站终端设备软件。该软件由两个部分组成：一部分为操作系统，另一部分为应用软件，基于云计算中心，可对软件进行远程部署，并且还能完成更新升级等操作。其中的操作系统进行设计时，考虑使用需要，经过比选，最终决定选用嵌入式Windows系统和Linux系统，之所以这样选择的主要目的是为了最大限度地减少对计算资源的占用。在对应用软件进行设计时，为体现出软件的先进性，采用双层构架，即设备控制层与应用逻辑层。

4 结论

综上所述，地铁自动售检票系统，在整个地铁运营中具有极其重要的地位和作用，该系统是否先进、运行是否稳定可靠，与地铁的运营收益息息相关。为此，本文以当前先进的云计算技术作为依托，设计开发了一款地铁自动售检票系统。目前，该系统某市的地铁站进行试应用，系统运行稳定、可靠，提高了地铁的运营效率，具有一定的推广使用价值。

参考文献

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