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網絡對軌道交通AFC系統(tǒng)的應用論文
摘要：隨著我國城市化進程的不斷深入，各城市軌道交通獲得了快速的發(fā)展，作為運營核心子系統(tǒng)的自動售檢票系統(tǒng)(Au-tomaticFareCollection，AFC)，近年來得到了較為廣泛的應用。AFC是基于計算機技術、網絡通信技術、自動控制技術等的龐大系統(tǒng)，實現(xiàn)自動售票、自動檢票、自動計費、自動統(tǒng)計、自動清分等功能。AFC系統(tǒng)工程是依靠計算機網絡技術的支持而建立的，由此實現(xiàn)各設備之間的通信，以及數(shù)據(jù)之間的傳遞與交互。本文將針對AFC中計算機網絡的應用進行深入分析和探究。
關鍵詞：自動售檢票系統(tǒng)；計算機網絡；安全性
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044(2016)11-0034-02
1、AFC系統(tǒng)結構概述
AFC系統(tǒng)從結構上可劃分為四層，每一層都包含相對獨立的職能，同時通過網絡通信系統(tǒng)將各層連接組成一個完整的系統(tǒng)。具體如下圖所示：（1）第一層：ACC及一卡通系統(tǒng)ACC系統(tǒng)是城市軌道交通網絡化運營條件下AFC系統(tǒng)的管理中心。其主要功能是統(tǒng)一城市軌道交通AFC系統(tǒng)的各種運行參數(shù)、收集AFC系統(tǒng)產生的交易和審計數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)清分和對帳、具備數(shù)據(jù)管理、客流分析、票卡發(fā)行、票務管理功能，同時負責連接城市軌道交通AFC系統(tǒng)和一卡通清分系統(tǒng)，可適應多線路自動售檢票系統(tǒng)聯(lián)網運營模式。（2）第二層：LC系統(tǒng)LC系統(tǒng)是AFC系統(tǒng)的核心和大腦，是系統(tǒng)的運營管理中心和交易數(shù)據(jù)存儲、分析中心，用其實現(xiàn)線路設備監(jiān)控、運營管理、數(shù)據(jù)的集中采集、各種業(yè)務報表處理。LC可以接收ACC系統(tǒng)下發(fā)的運營參數(shù)并下發(fā)至車站計算機系統(tǒng)及車站終端設備，同時接收終端設備上傳的各類交易和管理數(shù)據(jù)，并按照票務清分系統(tǒng)的要求上傳，實現(xiàn)清分對賬功能。（3）SC系統(tǒng)SC系統(tǒng)是直接控制車站終端設備的基本管理單元，負責對車站系統(tǒng)運營、票務、收益、維修等的集中管理。SC系統(tǒng)接收LC系統(tǒng)下達的各類運營參數(shù)并下發(fā)給各終端設備、接收終端設備上傳的交易數(shù)據(jù)等并轉發(fā)給LC系統(tǒng)。另外，系統(tǒng)操作員還可以通過在SC工作站上設置命令，來控制車站系統(tǒng)的運營，及車站設備的運行。（4）車站終端設備車站終端設備安裝在各車站的站廳，包括各類操作終端，如自動售票機、自動檢票機、半自動售/補票機、自動查詢機等，直接對乘客提供自動售檢票服務。車站終端設備通過車站網絡連接到車站計算機系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)上傳至SC并接收SC下發(fā)的參數(shù)及指令。
2、AFC系統(tǒng)的網絡應用
AFC作為軌道交通的票務收集系統(tǒng)，對軌道交通的正常高效運營非常重要，對IT系統(tǒng)和承載網絡都有較高的要求。由于AFC系統(tǒng)通信節(jié)點眾多，業(yè)務流程復雜，所有數(shù)據(jù)都需要通過網絡在各節(jié)點之間傳輸，如果交易數(shù)據(jù)丟失或者損壞則會直接影響收益。因此AFC網絡必須符合以下要求：應具有高可靠性，以保證業(yè)務處理穩(wěn)定運行；應具備高安全性，保證所有網絡信息的機密、完整、可用；應易于管理，方便操作人員維護；應具有完善的自診斷功能及高度數(shù)據(jù)傳輸安全性。天津地鐵九號線采用了設計合理的網絡結構。AFC系統(tǒng)處于獨立專網之中，與外界網絡隔離，具體架構如下圖所示。系統(tǒng)核心交換機、防火墻、路由器之間運行OSPF動態(tài)路由，各設備接口間開啟OSPF協(xié)議，相互學習地址，同時保證了網絡的冗余性，當網絡中有節(jié)點發(fā)生故障時，OSPF可以計算可用路由，使網絡及時恢復，提高系統(tǒng)高可用性。
2.1AFC與ACC系統(tǒng)連接
中央機房配備兩臺Cisco防火墻、兩臺Cisco路由器，分別設置主備模式，接入ACC系統(tǒng)。路由器將AFC與ACC兩個不同網絡的數(shù)據(jù)信息進行“翻譯”，以使數(shù)據(jù)在兩個系統(tǒng)之間進交互。網絡防火墻具備較強的訪問控制、IP地址翻譯和映射、網絡訪問記錄統(tǒng)計等功能，可以限制外部網絡對內部網絡的非法訪問、按規(guī)則接收或拒收數(shù)據(jù)包、在網絡層對數(shù)據(jù)包進行模式檢查。
2.2LC系統(tǒng)與SC系統(tǒng)連接
如圖所示，中央計算機系統(tǒng)通過以太網連接了數(shù)據(jù)庫服務器、通訊服務器、網管服務器、報表服務器、歷史服務器、病毒服務器等多臺服務器，還連接了LC管理工作站、打印機等設備。中央計算機系統(tǒng)通過專用OTN網絡與車站計算機系統(tǒng)、車站終端設備進行連接，從而構成一個完整的AFC系統(tǒng)。中央機房由兩臺赫斯曼三層交換機作為核心交換機，配置主備模式，當主交換機產生故障時，自動切換至備機運行。車站網絡通過傳輸環(huán)網接入核心交換機，每個車站設置一個子網，避免單個設備發(fā)生故障，造成網絡環(huán)境阻塞，導致廣播風暴的問題，保證了系統(tǒng)的安全運行。另外通過設置將各車站與生產核心網絡進行隔離，使車站與車站之間互不影響，核心網絡不受影響，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時LC工作站網絡也單獨劃分了vlan，與車站網絡隔離，提高系統(tǒng)的安全性。
2.3配備網絡管理軟件
中央系統(tǒng)設置網管服務器，安裝飛思網巡網管軟件，對整體網絡實現(xiàn)全方位的監(jiān)控管理。通過此軟件可以自動發(fā)現(xiàn)新增網絡接點，檢測網絡連接，生成網絡圖，用圖形方式顯示網絡拓撲結構及網絡節(jié)點內設備、端口及線路，以便及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的安全漏洞，排除網絡故障，保障系統(tǒng)安全性。
3、AFC系統(tǒng)的網絡管理
從上文分析中看出，計算機網絡對于AFC系統(tǒng)的重要性是不言而喻的，做好網絡的管理工作十分關鍵。不管整個AFC系統(tǒng)網絡設計得多么完善，由于AFC系統(tǒng)與乘客及內部管理人員有著密切的交互，保證系統(tǒng)的安全性還需要嚴格的安全策略來配合，這樣才能保障系統(tǒng)正常運營。
3.1網絡設備的管理
AFC系統(tǒng)中網絡設備多種多樣，因此針對不同的設備應采取不同的管理方法。例如通過網管軟件實時查看整體網絡運行狀態(tài)；通過IE方式登錄核心交換機查看具體配置，對參數(shù)進行修改；使用遠程telnet方式，也可以使用console登錄方式查看防火墻狀態(tài)，配置訪問控制。另外我們需要定期檢查計算機網絡物理連接線路，可以通過網絡界面監(jiān)控和光纖測試儀的測試，對線路的工作狀況進行實時的監(jiān)控，保障線路的通暢。
3.2網絡故障的處理
計算機網絡難免會出現(xiàn)故障，例如物理線路損壞、網絡設備硬件故障、網絡配置錯誤等，這些都會影響系統(tǒng)的安全運營，因此我們要加強對網絡故障的診斷處理工作。通過日常巡檢和定期維護及時發(fā)現(xiàn)問題，并記錄每次故障的具體原因及解決方式，為日后網路故障的診斷維修提供可靠的參考數(shù)據(jù)，最大程度的減少網絡故障發(fā)生。
4結語
本文針對城市軌道交通計算機網絡，對其在AFC中的應用進行了深入的分析。計算機網絡在AFC中的實際應用，在很大程度上提高了我國城市軌道交通運行時的安全性與可靠性。在高科技技術引領之下的今天，隨著更新、更具有實用性價值的計算機網絡技術的出現(xiàn)，我們還應當將其更為廣泛的應用到地鐵AFC系統(tǒng)的建設當中，以在最大限度之內，提高地鐵AFC的通信以及網絡傳輸效率，為我國城市軌道交通的建設及后期投入運行提供主要支持。
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