自動售檢票多線路中心系統(tǒng)的應用研究-以成都軌道交通線網(wǎng)化運營為例

自動售檢票多線路中心系統(tǒng)的應用研究——以成都軌道交通線網(wǎng)化運營為例摘要：成都軌道交通至2017年5月份已開通運營里程130.21公里，至2020年開通運營里程將達到508公里，即將進入線網(wǎng)化運營時代。自動售檢票系統(tǒng)（AutomaticFareCollection，AFC）分線式建設及管理已無法滿足近期需求，為探索更適合成都軌道交通線網(wǎng)化運營的模式，對自動售檢票系統(tǒng)的多線路中心系統(tǒng)（MultipleLineCentral，MLC）建設方案進行分析、研究和比選，并結合成都軌道交通實際需求進行，以達到節(jié)約投資、資源共享和優(yōu)化運營及維護管理的目的。此工程設計對于網(wǎng)絡化運營的自動售檢票系統(tǒng)發(fā)展及更深層次的優(yōu)化和共享有重要的指導意義和參考價值。

關鍵詞：成都軌道交通、網(wǎng)絡化運營、自動售檢票系統(tǒng)、多線路中心

StudyonMultipleLineCentralofAutomaticFareCollection

—TakeChengduRailTransitnetworkoperationasanexample

CHENhua-yin，HUANGyu

（ChengduRailTransitGroupco.ltd.，Chengdu）

AbstractChengdurailtransitreached130.21kmofoperationalmileageinMay2017and508kmby2020，whichisabouttoentertheeraoflinenetworkoperation.AutomaticFareCollectionsystem（AFC）linehavebeenunabletomeetthedemandoftherecentconstructionandmanagement，toexploremoresuitableforrailtransitlineinChengdurailtransitmode，thecenterforthenewAutomaticFareCollectionsystemMultipleLinesCenter（MLC）schemesystemisanalyzed，theresearchandcomparison，andcombiningwiththedemandfortheChengdurailwaytraffic，soastosaveinvestment，resourcesharingandthepurposeofoptimizingoperationmanagement.Thedesignofthisprojecthasimportantguidingsignificanceandreferencevalueforthedevelopmentofautomaticsalesticketingsystemandfurtheroptimizationandsharing.

Keywords：ChengduRailTransit，networkoperation，AutomaticFareCollectionsystem，

MultipleLinesCenter

1引言

至2017年5月份成都軌道交通已開通1號線、2號線、3號線和4號線，運營里程130.21公里，共計101個車站。在建線路385.51公里，共計235個車站，至2020年運營里程將達到508公里；根據(jù)第四期建設規(guī)劃至2022年將實現(xiàn)開通運營里程達到600公里以上，成都軌道交通即將邁入網(wǎng)絡化運營的時代。至2020年實現(xiàn)開通運營的13條線路中，其中1~4號線是已開通運營并各線設置自動售檢票系統(tǒng)以實現(xiàn)成都軌道交通車票的自動和半自動售票、自動檢票、計費、收費、統(tǒng)計、結算全過程的自動化管理，4條線路均采用獨立設置線路中心系統(tǒng)模式管理各線路內車站計算機系統(tǒng)，并分別與清分中心鏈接。5號線、6號線、7號線、8號線、9號線、10號線、11號線、17號線和18號線將于2020年前開通運營，按照網(wǎng)絡化運營的需求考慮，將共建自動售檢票線路中心系統(tǒng)，設立多線路中心系統(tǒng)以實現(xiàn)全網(wǎng)線路的監(jiān)視、控制、票務管理、收益統(tǒng)計、核算。統(tǒng)籌管理新建線路的235個車站，對既有的101個車站進行改造接入，并預留一定后期車站接入條件。從節(jié)約投資、資源共享和優(yōu)化運營管理的角度出發(fā)，對多線路中心系統(tǒng)的設計方案進行比選和分析，同時結合成都軌道交通快速發(fā)展的實際情況進行考慮，做出適合現(xiàn)狀并具有一定技術前瞻性的方案設計。

2國內傳統(tǒng)自動售檢票系統(tǒng)的建設現(xiàn)狀

目前國內大部分已開通運營和在建工程的自動售檢票系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)五層架構模式：第一層：清分中心系統(tǒng)（ACC）、第二層：線路中心系統(tǒng)（LC）、第三層：車站計算機系統(tǒng)（SC）、第四層：車站終端設備系統(tǒng)（SLE）、第五層：票卡。即每條線路均設置一個線路中心系統(tǒng)，控制線路內的車站，各個線路計算機直接無通信鏈接，需將各自數(shù)據(jù)上傳至清分中心后進行全網(wǎng)數(shù)據(jù)匯聚及處理。

在一個城市建設的初期，這種建設模式是適合的，對于未形成網(wǎng)絡化運營的城市這種建設模式也能滿足運營的需求。在開通線路較少的情況下，各條線路獨立建設能在一定程度上保證技術及設備的先進行，并且各條線路能制定相應的票務政策應對相應線路的情況。設備在備品備件和維修維護團隊上也相應的小規(guī)模，能及時相應現(xiàn)場情況，不會對運營組織及籌備等產(chǎn)生過于繁重的壓力。

在城市線路達到5條或者100個車站的情況下，分散式線路建設和運營管理會對產(chǎn)生重復建設和運營維護水平落后的情況產(chǎn)生。在數(shù)據(jù)匯集和清分中心數(shù)據(jù)再處理無法實現(xiàn)全部的數(shù)據(jù)共享或者出現(xiàn)無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)深度挖掘的情況。而各種效率的偏低會對建設成本和運營資源造成極大程度的浪費，在這個時候就應思考資源共享這一課題，并且需要結合城市的既有運營情況、線路建設時序、管理需求等多方面因素對自動售檢票系統(tǒng)的建設進行考慮。不在對每條線路進行單獨的設計，對設備核心模塊功能需求進行統(tǒng)一要求，制定數(shù)據(jù)匯集的技術標準，并且對傳統(tǒng)五層架構的設計方案進行一定程度的融合。而多線路中心設計方案的提出正好能一定程度上應對以上出現(xiàn)的問題，特別對于成都軌道交通高速發(fā)展的現(xiàn)狀，能給予自動售檢票系統(tǒng)的建設和運營提供先進的技術支持。

圖1：傳統(tǒng)五層架構圖

3成都軌道交通多線路中心建設的意義

成都軌道交通第三期建設同期開工14個項目共235個車站，處于建設的高峰期。根據(jù)建設規(guī)劃將有8條線路同時建設，為實現(xiàn)資源共享節(jié)約建設成本、設計方案和技術標準達到領先水平同時滿足網(wǎng)絡化運營的需求，自動售檢票系統(tǒng)需開展多線路中心系統(tǒng)的設計和建設。

3.1資源共享節(jié)約建設投資

按照傳統(tǒng)模式建設各線自動售檢票系統(tǒng)，成都同期將會出現(xiàn)同時建設8個功能一致的線路中心系統(tǒng)，同時需要為這8個線路中心系統(tǒng)配置設備、不間斷電源、通信傳輸通道、機房及運營管理和維護人員。根據(jù)現(xiàn)階段設備購置情況估算一個線路中心全套設備市場價應在1500至2000萬人民幣，設備用房和管理用房應在200平方左右，9條線路至少需要1.35億元的投資和1800平方的用房需求，若是考慮既有線路的升級改造和ACC系統(tǒng)的接入，建設費用還會有總價1/4的增幅，達到至少1.7億元投資。

3.2統(tǒng)籌職崗提高運維水平

從運營需求來分析，同期建設的這個9個線路中心均是為了實現(xiàn)自動售價票系統(tǒng)五層架構中第四層的功能：監(jiān)視、控制、線路票務管理、收益統(tǒng)計、核算。并且都是各線路各自為戰(zhàn)，在這種情況下對清分中心的處理能力會有更高的要求，同時涉及到清分中心設備的擴容和升級。運營在管理團隊的建設上，需要配置同樣的9組人員來運營管理和維護線路中心系統(tǒng)，因為這9組人員均屬于同級組織架構，部門分布與機構設置的滯后性、重復性及交叉性而引致的組織人員相對冗余。這種相對冗余直接根植于重復設置的部門及重復的分工，有必要經(jīng)由以資源共享為導向的構成調整、以化繁為簡為模式的相同機構整合、以減員增效為路徑的任職崗位轉移等策略來予以遏制，從而在組織架構上杜絕過度重復的現(xiàn)象出現(xiàn)。

同時實現(xiàn)線路中心級運維人員的梯隊建設，實現(xiàn)傳統(tǒng)功能需求的前提下，對各職運維人員的工作能力提出了更高層次的要求。

根據(jù)線路中心系統(tǒng)的技術及管理需求，必須保證人力資源的及時、充足供應，并對關鍵崗位制定人員職務上升遞進計劃，對相關崗位進行人才儲備，以建立人才梯隊。構建勝任力模型，建立人才任職資格體系，對線路中心人才職業(yè)生涯進行規(guī)劃并建立人員測評系統(tǒng)和人員梯隊資源庫。

多線路中心設備強大的系統(tǒng)處理能力，配合先進和適宜的管理辦法，管理團隊的穩(wěn)步發(fā)展，確保有一批訓練有素、經(jīng)驗豐富、善于自我激勵的優(yōu)秀人才從軟硬件上充分發(fā)揮自動售檢票系統(tǒng)多線路中心的強大作用。

4成都軌道交通多線路中心系統(tǒng)設計方案分析及比選

按照國內自動售檢票系統(tǒng)建設經(jīng)驗，結合現(xiàn)階段計算機的技術發(fā)展，主要推薦兩種多線路中心建設方案。

4.1方案一：僅融合線路中心層級，保留系統(tǒng)五層架構

此設計方案中，保留自動售檢票系統(tǒng)傳統(tǒng)五層架構，僅將各線路線路中心系統(tǒng)融合，系統(tǒng)設計方案架構圖如下圖所示：

圖2：合并線路中心方案示意圖

第一層清分中心按照傳統(tǒng)功能劃分依舊控制和管理成都軌道交通自動售檢票系統(tǒng)，實現(xiàn)對網(wǎng)內各運營商的統(tǒng)一協(xié)調以及系統(tǒng)安全的監(jiān)管，負責成都軌道交通票卡及天府通的運營和票務管理，實現(xiàn)成都軌道交通票卡和天府通之間的清算、對賬、報表及各線清算分攤，并且保證對外信息服務。

第二層各線路中心整合設計為多線路中心系統(tǒng)，在網(wǎng)絡化運營情況下接受清分中心的指令并完成對賬，實現(xiàn)對所接入線路的運營管理，實現(xiàn)向上接受管理，向下統(tǒng)籌管理各線車站。各線路內的車站計算機系統(tǒng)通過線路數(shù)據(jù)匯聚設備直接接入多線路中心系統(tǒng)，中心匯集接入所有車站的數(shù)據(jù)。

第三層車站計算機系統(tǒng)按照傳統(tǒng)功能劃分依舊實現(xiàn)車站內設備的監(jiān)視、控制、設備間的車票調配、現(xiàn)金管理、收益統(tǒng)計和核算緊急模式的啟動/解除。本站數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)匯聚設備直接將信息上傳至多線路中心。

第四層車站終端設備按照傳統(tǒng)功能劃分依舊接受車站計算機參數(shù)設定及指令，完成規(guī)定操作及信息提示，并生成并上傳全部交易數(shù)據(jù)、審核數(shù)據(jù)，生成日志數(shù)據(jù)。按要求存儲數(shù)據(jù)；設備故障自診斷，設備故障提示。當通信故障等條件下能離線運行，并能實現(xiàn)數(shù)據(jù)通過外部存儲介質導出，故障恢復后數(shù)據(jù)自動上傳。

4.1方案二：融合各線路中心并融合清分中心，車站計算機采用中心站模式。

此設計方案中，屬于深度融合整個自動售檢票系統(tǒng)，不僅打破傳統(tǒng)五層架構，在結合方案一中對各線路中心的融合，還將清分中心功能融合入多線路中心系統(tǒng)內。特別在車站級，引入中心站和衛(wèi)星站概念，從系統(tǒng)設置上的優(yōu)化引導運營組織的升級。系統(tǒng)設計方案架構圖如下圖所示：

圖3：深度融合方案示意圖

此深度融合方案是將傳統(tǒng)五層架構融合為四層，即先將第二層各線路中心融合為多線路中心，再將傳統(tǒng)架構的第二層多線路中心融合入第一層清分中心的功能。

融合后的第一層線路中心整合設計為多線路中心系統(tǒng)，實現(xiàn)對所接入線路的運營管理，實現(xiàn)向下統(tǒng)籌管理各線車站。各線路內的車站計算機系統(tǒng)通過線路數(shù)據(jù)匯聚設備直接接入多線路中心系統(tǒng)，中心匯集接入所有車站的數(shù)據(jù)。在完成對下接入車站計算機系統(tǒng)的管理的同時，系統(tǒng)具備傳統(tǒng)架構第一層清分中心的全部功能，即控制和管理成都軌道交通自動售檢票系統(tǒng)，實現(xiàn)對網(wǎng)內各運營商的統(tǒng)一協(xié)調以及系統(tǒng)安全的監(jiān)管，負責成都軌道交通票卡及天府通的運營和票務管理，實現(xiàn)成都軌道交通票卡和天府通之間的清算、對賬、報表及各線清算分攤，并且保證對外信息服務。

在此融合后，減少了各層級間的信息傳輸及管理流程，并且將設備機房等硬件設備均遷移至統(tǒng)一地址，減少一個主備中心的設備用房、管理用房和硬件投資，簡化運營配置及維護。特別是對以后云平臺及大數(shù)據(jù)處理奠定了堅實的硬件基礎，為后續(xù)系統(tǒng)跟隨科技的飛速進步保留了充足的可能性。

第二層車站計算機系統(tǒng)引入中心站和衛(wèi)星站的概念，在系統(tǒng)硬件配置上對傳統(tǒng)第三層的車站計算機系統(tǒng)層進行區(qū)分，即根據(jù)客流數(shù)據(jù)將3-5個站由客流大小進行組合，選取其中一個站為中心站，配置處理能力更為強大的車站計算機；其余車為衛(wèi)星站，可降低車站計算機的配置。各衛(wèi)星站計算機系統(tǒng)接入中心站，實現(xiàn)中心站的統(tǒng)一管理。

衛(wèi)星站實現(xiàn)車站內設備的監(jiān)視、控制、設備間的車票調配、現(xiàn)金管理、收益統(tǒng)計和核算緊急模式的啟動/解除。本站數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)匯聚設備將信息上傳至中心站。

中心站實現(xiàn)車站內設備的監(jiān)視、控制、設備間的車票調配、現(xiàn)金管理、收益統(tǒng)計和核算緊急模式的啟動/解除。本站通過數(shù)據(jù)匯聚設備匯集衛(wèi)星站數(shù)據(jù)后，做相應的數(shù)據(jù)融合工作后將小組數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)匯聚設備上傳至多線路中心。在線網(wǎng)化運營形成時能充分減少接入多線路中心的數(shù)據(jù)流，更能運用先進的運維方法對自動售檢票系統(tǒng)進行統(tǒng)籌管理，達到提高效率節(jié)約運維成本的目的。

第四層車站終端設備按照傳統(tǒng)功能劃分依舊接受車站計算機參數(shù)設定及指令，完成規(guī)定操作及信息提示，并生成并上傳全部交易數(shù)據(jù)、審核數(shù)據(jù)，生成日志數(shù)據(jù)。按要求存儲數(shù)據(jù)；設備故障自診斷，設備故障提示。當通信故障等條件下能離線運行，并能實現(xiàn)數(shù)據(jù)通過外部存儲介質導出，故障恢復后數(shù)據(jù)自動上傳。

4成都軌道交通多線路中心系統(tǒng)設計方案推薦

成都軌道交通已開通4條線路，運營里程130.21公里，共計101個車站。在建線路9條線路，共計385.51公里，235個車站，將于2020年全部開通運營。既有線路均采用獨立設置線路中心的建設方案，在建9條線路初步設計均采用獨立設置線路中心方案。線網(wǎng)清分中心于2015年5月開通，系統(tǒng)總體性能能達到處理日客流約500萬人次、日交易量約1250萬筆的數(shù)據(jù)處理能力。成都軌道交通于2010年9月開通運營1號線，2、3號線相繼開通運營后，成為乘客公共交通出行的首選方式之一，并大大減少了路面交通壓力，受到公眾和機構的大量好評，在與建設規(guī)劃銜接及政府的大力支持下，成都軌道交通迅速進入高速發(fā)展的階段。

由上述情況可以看出，在建項目各線采用獨立設置自動售檢票系統(tǒng)的方案，在一定建設條件下是可行的。由于線網(wǎng)規(guī)劃的加速，所以設計方案應與時俱進，并且是應該迅速的做出反應，避免出現(xiàn)開通就改造的不理情況發(fā)生。

方案一中對自動售檢票系統(tǒng)的傳統(tǒng)五層架構沒有改變，僅對第四層的線路中心進行融合，實現(xiàn)接受清分中心的指令并完成對賬，實現(xiàn)對所接入線路的運營管理，實現(xiàn)向上接受管理，向下統(tǒng)籌管理各線車站。各線路內的車站計算機系統(tǒng)通過線路數(shù)據(jù)匯聚設備直接接入多線路中心系統(tǒng)，中心匯集接入所有車站的數(shù)據(jù)。其余四層架構均保持原有功能及定位，系統(tǒng)設計方案架構圖如下圖所示：

圖4：方案一融合第四層示意圖

此方案多線路中心對于初步設計文件的存在一定的修編，各線路通過概算分劈能實現(xiàn)多線路中心統(tǒng)一招標問題。

方案二中對傳統(tǒng)五層架構有一定程度的調整，融合第四層多線路中心并且納入清分中心功能，對車站計算機系統(tǒng)進行分層級建設和管理。將傳統(tǒng)的五層架構變化為四層，能最大化程度在現(xiàn)階段技術條件下實現(xiàn)諸多功能，并且保留了后續(xù)技術發(fā)展帶來的優(yōu)化及更新可能。建設多線路中心的同時對既有1-4號線進行接入設計，并且對后續(xù)第四期建設規(guī)劃的線路預留容量和接入條件。同時云技術的運用，會對系統(tǒng)整體架構，設備荷載能力的均攤，數(shù)據(jù)存儲及恢復能力等功能提升至一個新的高度。

圖5：方案二深度融合示意圖

結合現(xiàn)階段建設需求和工程節(jié)點要求，推薦成都軌道交通多線路中心采用方案二：因為方案一保持五層架構不變，僅融合第四層線路中心建設多線路中心，在開通后可能就會出現(xiàn)升級的情況。隨著計算機科技的高速進步，云技術的運用只會越來越穩(wěn)定和可靠，縱觀金融和科研等大型機構對數(shù)據(jù)高可靠性的要求，并且對數(shù)據(jù)的處理能力及深度挖掘能力的要求，自動售檢票系統(tǒng)應在這一技術的應用更應身先士卒。在方案二中整體系統(tǒng)方案的搭建，是建立在計算機系統(tǒng)高速和穩(wěn)固發(fā)展的基礎上，通過適當?shù)募夹g展望，可極大程度上避免在設備供貨時原有型號停產(chǎn)而帶來的被動替換。而且在方案的應用上是順利科技發(fā)展的需求，借用相關行業(yè)成熟的運用經(jīng)驗，搭建成熟安全可靠的自動售檢票系統(tǒng)，讓科技的進步引領行業(yè)的進步，而并非使用不成熟的技術。并且方案二中能實現(xiàn)對運營管理及維修

維護等開通運營后體系的搭建，充分結合既有線路的經(jīng)驗，為運營提供了一個可優(yōu)化組織架構、人員配置及培養(yǎng)并且成為國內率先掌握云技術及擁有其運用經(jīng)驗的團隊。融合多線路中心和清分中心的方案，在業(yè)內也屬先進的技術運用，在成都軌道交通建設大步邁進的階段，屬可圈可點的一個建設亮點，在貫徹資源共享設計方針的前提下，大量節(jié)約了建筑資源、設備重復投資、簡化接口并且節(jié)約大量的運維成本支出。在建設化繁為簡的同時，系統(tǒng)的可靠性、可維護性、可擴展性和數(shù)據(jù)處理能力均得到質的飛躍提高。

在成都軌道交通第三期建設規(guī)劃條件下，方案二的采用能避免9條線路中心的重復建設，清分中心一期的擴容或二期的新建。既有1-4號線線路中心設備和既有清分中心一期設備可用于災備系統(tǒng)的搭建或培訓中心使用，無廢棄和資源浪費的情況發(fā)生。根據(jù)第三期建設規(guī)劃情況及第四期規(guī)劃，多線路中心系統(tǒng)設計能力為700個車站的接入。

5結束語

現(xiàn)在是我國軌道交通茁壯成長的階段，各個城市均大力投入建設，在通車里程大量增加的現(xiàn)狀下，做到資源共享，各專業(yè)間的接口清晰和簡化，可讓建設達到事半功倍的效果，大量的節(jié)約建設投資，高效的提高運維效率，讓我國軌道交通不僅在量上同時在質上達到國際領先水平。

自動售檢票系統(tǒng)的多線路中心和清分中心的融合，正是科技發(fā)展引領行業(yè)技術應用上邁出堅實的一步，引領軌道交通建設方向的發(fā)展，以先進的技術引導運維水平的提升。各個城市根據(jù)建設規(guī)劃及運維水平，選擇合適的遞進建設方案，不僅對既有運維不會產(chǎn)生大的沖擊，而且在循序漸進的過程中提升運維的整體實力，在實現(xiàn)高效化運維的同時，節(jié)