城市轨道交通AFC监视中心系统方案的研究

李 郁，张东辉

(北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070)

1 概述

随着轨道交通运营建设的不断飞速发展，国内各城市线网从单一线路逐渐发展到网络化运营阶段。自动售检票系统是轨道交通各系统中最早实现自动化联网运行的系统，也是轨道交通实现网络化运营的基础，但是仍然存在管理分散、网络化功能单一等问题。同时随着轨道交通服务水平的不断提高和互联网等各种支付技术的发展，轨道交通运营者对AFC 系统的可靠性、可维护性及网络化运营数据的支持等方面提出了更高的要求。

2 城市轨道交通AFC系统运营管理现状及存在问题

由于各城市轨道交通建设和运营管理模式不同，轨道交通的建设、运营主体越来越多元化。各运营企业相互独立，运营管理也自成体系。由此带来了AFC 系统设备管理分散、应急处置不及时有效、信息汇总和统计分析不全面等方面的问题。

各城市轨道交通线网规模越来越大， AFC 终端设备数量和种类繁多，设备地域分布面广、交易数据量大；同时AFC 系统的设备状态、交易数据敏感度高，这些因素均使系统的稳定运行和运维管理面临巨大挑战。

随着各城市轨道交通线网规模的快速扩大、新业务和新技术的快速推行，对轨道交通运营精细化管理、网络化集中管理的要求越来越高，对信息的实时性要求也越来越高，需要对AFC 系统状态及时、全面的掌握。但是，各运营企业线路中心/多线路中心/区域中心（LC/MLC/ZLC）系统主要负责各条线路的设备管理和客流数据分析等， ACC 系统主要负责线网清分清算、客流统计和票卡管理等。整个AFC 系统的运营管理相对分散、上下位管理匹配度低，各类数据更新不够及时，对票卡管理不够全面，对网络传输质量和数据质量的监视审核缺位，不能满足新形势下的运营管理需要。

3 AFC监视中心系统需求分析

城市轨道交通AFC 运营管理需要建设一个网络化集中运营管理平台，将各类AFC 系统数据在AFC 监视中心汇总，并实时监视、分析AFC 系统运行情况。

通过建设网络化集中运营管理平台，打破各运营线路系统的界线，实现信息资源共享，为乘客服务业务和线网AFC 系统运维提供技术支持。由网络化集中运营管理平台监视线网AFC 系统的设备运行状态、数据传输、客流数据和AFC 运营模式；对线网票卡进行全生命周期的管理，包括票卡使用情况和异常情况的集中监视。

需要建立一套完善的AFC 系统运营评估体系，通过对设备运行、数据传输、乘客客流、AFC 运营模式、清分中心（ACC）运行、乘客服务、票卡使用等各项业务运行情况的监测评估和会商分析，不断提高AFC 系统运行效率和质量，实现AFC 系统持续优化改进。

需要建设一个集中展示平台，对线网AFC 系统业务数据、设备管理数据、客流数据、告警信息等数据进行集中显示；同时为方便了解各车站现场运营情况，将各线路CCTV 系统监视画面引入集中展示平台。

4 AFC监视中心系统方案

4.1 功能设计

AFC 监视中心系统是城市轨道交通AFC 系统网络化集中运营管理平台，实现线网AFC 系统的集中监视和管理。系统总体功能如下。

设备监视：对线网AFC 系统设备建立设备台账并及时更新，实时监视其运行状态，并支持设备维修工单和督办单管理，实现设备故障时快速响应、快速处置，督促未及时处理的故障尽快处理；实时监视设备运营参数和软件版本，监测异常时告警。

数据传输监视：实时监视线网各层级数据传输情况，发现异常及时告警，实现快速定位和响应处置，保证数据及时、准确、完整上传。

客流监视：实时监视全线路客流及其变化情况（实现分钟级监视），第一时间掌握客流异常并告警，实现线网客流的统计分析、监测评估、综合查询和历史数据导入导出等。

AFC 运营模式监视：实时监测车站降级/紧急模式变化情况并告警，按线/站/设备查看模式履历接收情况，会商评估模式影响及组织车站应对，实现降级/紧急模式实时监测和快速处置。

ACC 运行监视：在ACC 运营参数、一票通票卡参数以及清分模型参数等下发前对参数内容进行确认，实现ACC 系统参数监管；对AFC 系统设备参数/软件版本进行监视，实现设备参数/软件版本的实时管控。

乘客服务监视：为乘客各类票卡扣费异常、乘客各类优惠异常等乘客异议申诉提供后台技术支持；并通过对交易数据与AFC 操作管理相关业务规则比对分析，自动判断前一日的异常交易数据，实现车站票务操作异常监视。

票卡监视：以卡号为最小管控单元实现票卡追踪管理，通过统计分析票卡运营指标，实时掌握票卡的时空分布，监视各层级票卡库存，辅助决策票卡调配；支持密钥卡申请业务直接办理，并监视密钥卡正确安装。

AFC 运营评估：定期汇总和评估分析AFC 系统设备运行、数据传输、乘客客流、AFC 运营模式、ACC 运行、乘客服务、票卡使用等各项业务运行情况，不断提高AFC 系统运行效率和质量。

另外，AFC 监视中心需具备各运营企业所辖线路AFC 系统日常管理、线路AFC 调度功能、数据进行可视化、图形化展示等功能。

4.2 系统总体架构设计

总体上，AFC 监视中心系统采用分层的方式进行设计，分为基础层、数据层、数据交换处理层、技术支持层、业务层和展现层等6 个层次。系统总体架构如图1 所示。

图1 AFC监视中心系统总体架构图Fig.1 Overall architecture diagram of AFC monitoring center system

基础层：由硬件网络层和系统软件层构成，为整个系统提供软硬件、网络运行环境支撑。

数据层：由关系型数据库为系统提供业务数据的存储和管理。

数据交换处理层：实现与AFC 系统、ACC 系统、调度指挥中心（TCC）系统、信息中心系统、一卡通系统等外部系统的连接，并与这些系统进行数据交换，采用多种数据采集和交换技术和方式—采用企业服务总线（ESB）构建交换数据的数据通信系统、由Socket、MQ、FTP 等构建数据采集系统、统一的数据实时处理系统和其他对外接口等。

技术支持层：为系统的业务管理提供技术支持。

业务层：由系统的设备运行监管、数据传输监管、客流监视、运行模式监管、ACC 运行监管、乘客服务、票卡监管、AFC 运营评估等8 大业务模块组成，实现系统的业务管理。

展现层：包括大屏幕系统、业务终端和移动终端的界面展示，实现系统的集中监视、业务管理等。

4.3 系统网络系统设计

AFC 监视中心系统网络包括业务系统网络、接入网络、大屏幕显示系统网络和实验室测试平台网络等4 个部分。系统网络如图2 所示。

1）业务系统网络

图2 AFC监视中心系统网络系统图Fig.2 Network system diagram of AFC monitoring center system

业务系统网络在结构上按照星型结构设计，由核心交换机作为整个网络的中心节点实现各部分的连接，包括核心网络区、生产设备区、安全设备区、业务发布区。

核心网络区：外联信息中心、ACC、LC/ZLC/MLC、互联网+、TCC、办公网等网络系统，外联核心交换机由两台核心三层交换机组成，与两台防火墙相连；内联核心交换机由两台核心三层交换机组成，旁路部署两台入侵检测设备。

生产设备区：内联核心交换机冗余连接部署应用软件的服务器和数据库服务器。两台磁盘阵列通过两台光纤交换机与服务器冗余相连。

安全设备区：内联核心交换机分别冗余连接部署日志审计、终端安全管理、网管、杀毒安全中心软件的服务器。

业务发布区：使用VPN 作为访问控制设备，外部与办公网相连，内部与外联核心三层交换机相连；该设备作为APP 服务器与外网之间的网关，并旁路部署入侵检测设备进行入侵检测。网闸设备作为DMZ 区域的代理网关，隔离AFC 监视中心内网和办公网。

2）大屏幕显示系统网络

大屏幕显示系统与AFC 监视中心其他系统相对独立，AFC 监视中心业务数据和线路CCTV 系统监视画面直接采用视频线缆通过多屏处理器接入，路网图数据采用网络线缆通过大屏交换机接入。

5 总结

各城市轨道交通AFC 系统随着线网规模快速发展迅速扩大和复杂化。在线网网络化运营的趋势下，AFC 系统的网络化集中运营管理势在必行。AFC 监视中心系统的建设能够及时响应AFC 系统运营管理的变化，能够为轨道交通运营管理者提供线网AFC系统的设备运行和业务运行监视，为AFC 系统运营管理提供及时有效的管理手段，是AFC 系统运营管理必不可少的技术支撑平台。