任務(wù)二 自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的認(rèn)知

城市軌道交通車站自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（Automatic Fare Collection，AFC）是一個(gè)集計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信、嵌入式系統(tǒng)集成、大型數(shù)據(jù)庫(kù)、機(jī)電一體化、自動(dòng)識(shí)別、傳感和精密儀器加工等多種高新技術(shù)于一體的龐大系統(tǒng)。通過(guò)高度安全、可靠、保密性良好的自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的高層系統(tǒng)及各種終端設(shè)備，完成軌道交通中的售票、檢票、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)、統(tǒng)計(jì)、清分、管理等功能。

【理論模塊】

一、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的架構(gòu)

城市軌道交通線網(wǎng)自動(dòng)售檢票系統(tǒng)具有五層架構(gòu)，如圖2-18所示。

第一層：清分系統(tǒng)（綜合中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）

清分系統(tǒng)即綜合中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其主要功能是統(tǒng)一城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（AFC）內(nèi)部的各種運(yùn)行參數(shù)、收集城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)單程票產(chǎn)生的交易和審計(jì)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)清分和對(duì)賬，負(fù)責(zé)單程票的初始化和調(diào)配，應(yīng)急票的制作、進(jìn)行線路之間的票款清分和客流統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，并輔助各業(yè)務(wù)部門進(jìn)行分析決策，同時(shí)負(fù)責(zé)城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（AFC）與城市一卡通清算系統(tǒng)之間的對(duì)賬、清分和結(jié)算等。

清分系統(tǒng)不僅是票務(wù)數(shù)據(jù)的匯總和處理，實(shí)際上也是全部網(wǎng)路中各條線路和各個(gè)車站客流的分析系統(tǒng)，及時(shí)分析各條線路、各個(gè)車站的客流數(shù)據(jù)，當(dāng)某一條線路或某一個(gè)車站發(fā)生突發(fā)事件，可以及時(shí)地向相關(guān)線路和相關(guān)車站作出應(yīng)急處置。

第二層：線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備安裝在線路控制中心內(nèi)，由若干臺(tái)服務(wù)器、磁盤陣列、磁帶機(jī)、工作站（系統(tǒng)管理工作站、數(shù)據(jù)管理工作站、網(wǎng)絡(luò)通信管理工作站、參數(shù)下載工作站、車票管理工作站、設(shè)備監(jiān)控工作站、報(bào)表查詢工作站、中央及遠(yuǎn)程維修工作站）、千兆交換機(jī)和路由器等局域網(wǎng)設(shè)備、打印機(jī)、不間斷電源及編碼機(jī)等組成。

線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的管理控制中心。線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與各車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信；可自動(dòng)采集全線路自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的交易數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)營(yíng)狀態(tài)信息，進(jìn)行財(cái)務(wù)和客流統(tǒng)計(jì)；線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能下傳費(fèi)率表、優(yōu)惠表、黑名單及其他參數(shù)和控制命令至各車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及車站終端設(shè)備。

線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將需要清分的信息上傳給清分系統(tǒng)，接收清分系統(tǒng)下傳的清分?jǐn)?shù)據(jù)、黑名單、費(fèi)率表等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)本線路自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（AFC）數(shù)據(jù)的集中采集、統(tǒng)計(jì)及管理；實(shí)現(xiàn)本線路自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（AFC）運(yùn)行、收益及設(shè)備維護(hù)集中管理；實(shí)現(xiàn)對(duì)本線路自動(dòng)售檢票系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備的監(jiān)控。

線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可通過(guò)通信系統(tǒng)的時(shí)鐘子系統(tǒng)獲取標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，自動(dòng)進(jìn)行同步，并將標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息下傳至車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和各車站終端設(shè)備。線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有備份和恢復(fù)功能及災(zāi)難恢復(fù)功能。

第三層：車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

在軌道交通線網(wǎng)自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的架構(gòu)中，車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)位于第三層。車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安裝在各車站的車控室或票務(wù)室內(nèi)。

車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由車站操作員控制計(jì)算機(jī)（SOC）和車站網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)（SNC）、監(jiān)視器、緊急控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及不間斷穩(wěn)壓電源等所組成。

車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要功能是負(fù)責(zé)采集本車站范圍內(nèi)的售檢票交易數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和其他運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，監(jiān)視終端設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)需要向單個(gè)或一組終端設(shè)備下達(dá)運(yùn)營(yíng)參數(shù)和設(shè)備控制指令。車站控制系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能包括票務(wù)管理、收益管理、設(shè)備管理、設(shè)備控制和運(yùn)營(yíng)參數(shù)下載等。

第四層：車站終端設(shè)備

在軌道交通線網(wǎng)自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的架構(gòu)中，車站終端設(shè)備位于第四層。車站終端設(shè)備安裝在各車站的站廳，是直接為乘客提供售檢票服務(wù)的設(shè)備。車站終端設(shè)備包括自動(dòng)售票機(jī)、半自動(dòng)售票機(jī)、進(jìn)/出站檢票機(jī)等。

車站終端設(shè)備接受線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的管理，按照系統(tǒng)參數(shù)配置的方式上傳交易數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)和事件報(bào)警，接收運(yùn)營(yíng)參數(shù)和控制指令，根據(jù)需要在正常運(yùn)營(yíng)模式和降級(jí)運(yùn)營(yíng)模式下工作。

第五層：車票

車票位于軌道交通線網(wǎng)自動(dòng)售檢票系統(tǒng)架構(gòu)的第五層，相當(dāng)于一條生產(chǎn)線的最終產(chǎn)品。關(guān)于地鐵車票已在任務(wù)一中詳細(xì)介紹，這里不再贅述。

AFC第三層即車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及第四層車站終端設(shè)備均屬于車站范圍內(nèi)的設(shè)備，對(duì)于地鐵站務(wù)人員，應(yīng)適當(dāng)了解其具體情況。本任務(wù)主要介紹第三層（車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)），第四層（車站終端設(shè)備）將在任務(wù)三～任務(wù)五中詳細(xì)介紹。

二、車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2-19所示。該系統(tǒng)主要由車站操作員控制計(jì)算機(jī)（SOC）和車站網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)（SNC）、監(jiān)視器、緊急控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及不間斷穩(wěn)壓電源系統(tǒng)所組成。

1.系統(tǒng)功能

車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是基于微處理器的系統(tǒng)，它用來(lái)在自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)環(huán)境中采集大量的關(guān)鍵性數(shù)據(jù)及傳輸數(shù)據(jù)。由車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成關(guān)鍵的自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)管理功能主要包括以下幾個(gè)方面。

（1）采集和儲(chǔ)存車站終端設(shè)備的車票交易數(shù)據(jù)、寄存器數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)、收益管理數(shù)據(jù)及維護(hù)管理數(shù)據(jù)等，并上傳給線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

（2）接收和儲(chǔ)存線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)下達(dá)的系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和控制指令，并下傳至車站終端設(shè)備。

（3）實(shí)時(shí)監(jiān)控AFC系統(tǒng)的車站內(nèi)設(shè)備（包括車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和車站終端設(shè)備）和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，具有AFC系統(tǒng)的車站內(nèi)設(shè)備的控制、自診斷和故障告警等功能。

（4）對(duì)本車站的客流、車票和現(xiàn)金收益進(jìn)行統(tǒng)一管理，具有報(bào)表統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)業(yè)務(wù)查詢和報(bào)表打印等功能。

（5）負(fù)責(zé)AFC系統(tǒng)站內(nèi)參數(shù)的維護(hù)和運(yùn)作模式的控制。

（6）緊急情況下，按下“緊急”按鈕或通過(guò)車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)緊急運(yùn)行模式，控制本車站所有進(jìn)/出站檢票機(jī)的通道阻擋解除（門扇敞開(kāi)或三桿落下），便于乘客快速疏散，同時(shí)控制所有的自動(dòng)售票機(jī)、半自動(dòng)售票機(jī)等退出服務(wù)。

2.運(yùn)行方式

車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以在下列兩種方式下運(yùn)行：聯(lián)機(jī)方式，即車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交互工作；脫機(jī)方式，即車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不進(jìn)行交互工作。當(dāng)中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)計(jì)算機(jī)故障時(shí)，車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作在脫機(jī)方式。在脫機(jī)方式下，車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)保持自動(dòng)工作，收集和將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到自己的文件中，一直到車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)恢復(fù)聯(lián)機(jī)操作，它可以將數(shù)據(jù)上載給中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)和中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信中斷時(shí)，所有的數(shù)據(jù)保留在車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬盤中，硬盤容量可儲(chǔ)存至少7天的有價(jià)值數(shù)據(jù)。當(dāng)通信恢復(fù)后，數(shù)據(jù)再傳送給中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，或復(fù)制在軟盤上用人工方式傳送。

維修診斷信息通過(guò)出錯(cuò)代碼和狀態(tài)信息的方式報(bào)告給中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這些維修信息存在中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可由被授權(quán)的用戶在中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)終端上顯示，同時(shí)可按需要與有關(guān)的工作人員聯(lián)絡(luò)。

3.與車站終端設(shè)備和中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的通信

車站計(jì)算機(jī)將各種從中央計(jì)算機(jī)接收來(lái)的黑名單和程序控制數(shù)據(jù)傳送給自動(dòng)售票機(jī)、半自動(dòng)售票機(jī)和進(jìn)/出站檢票機(jī)等車站終端設(shè)備，這些數(shù)據(jù)被用來(lái)決定車票的有效性。同時(shí)車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)又將從車站終端設(shè)備接收的車票使用數(shù)據(jù)及設(shè)備狀態(tài)信息一起傳送給中央計(jì)算機(jī)。

對(duì)中央計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，車站計(jì)算機(jī)是重要的通信鏈。每臺(tái)車站計(jì)算機(jī)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，可支持多到128臺(tái)車站終端設(shè)備。整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫且粋€(gè)EIA標(biāo)準(zhǔn)異步RS-422網(wǎng)絡(luò)。它除了可支持車站計(jì)算機(jī)的所有功能要求外，還可支持所有設(shè)備間的可靠的通信及數(shù)據(jù)傳送。

4.數(shù)據(jù)傳送和采樣

車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成從檢票機(jī)、人工售票機(jī)和自動(dòng)售票機(jī)等車站終端設(shè)備上接收并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以及傳送數(shù)據(jù)給這些終端設(shè)備的功能。在車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和車站終端設(shè)備之間相互傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)都是通過(guò)使用相同的通信協(xié)議的串行通信完成的。車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的通信是借助于Modem或以太網(wǎng)接口接在由第三方提供的通信網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)的，采用TCP/IP協(xié)議。檢票機(jī)、人工售票機(jī)和自動(dòng)售票機(jī)等車站終端設(shè)備的寄存器數(shù)據(jù)每2秒由車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采樣一次，并存在車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬盤中。

車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有啟動(dòng)傳送數(shù)據(jù)或向中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中斷請(qǐng)求的能力，該中斷請(qǐng)求包括傳送維修報(bào)警信息，采樣和更新請(qǐng)求。如當(dāng)一臺(tái)車站終端設(shè)備的報(bào)警維修信息傳送到車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)立即將此信息傳給中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而不等到下一次向中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送。

5.車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組

（1）中央處理單元。

車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的微處理器是Intel奔騰133MHz或等效產(chǎn)品，帶有256KB的Cache內(nèi)存。微處理器可同時(shí)執(zhí)行多種功能，如磁盤存取，與車站終端設(shè)備和中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信。微處理器包含執(zhí)行所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳送的功能，以及接收、存儲(chǔ)和下載數(shù)據(jù)去/來(lái)檢票機(jī)、半自動(dòng)售票機(jī)、自動(dòng)售票機(jī)和中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所必需的程序和智能操作。

（2）大容量存儲(chǔ)器。

提供給車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的兩個(gè)大容量存儲(chǔ)設(shè)備：一個(gè)是1.44MB、3.5英寸盤驅(qū)允許裝載程序和操作系統(tǒng)；另一個(gè)是1GB鏡像硬盤用來(lái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。當(dāng)中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，硬盤容量最少可保存7天的所有數(shù)據(jù)文件。車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的容量要求是在不能上傳AFC系統(tǒng)的車站終端設(shè)備數(shù)據(jù)給中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的條件下，脫機(jī)狀態(tài)運(yùn)行7天。

（3）通信設(shè)備。

模擬Modern或以太網(wǎng)接口將提供與PCM/OTN相接的通道。Modem的數(shù)據(jù)傳送速率將在9600b/s或以上，以太網(wǎng)接口速率為10Mb/s。

（4）控制和顯示。

車站CRT、鍵盤和打印機(jī)構(gòu)成了一個(gè)集系統(tǒng)控制、監(jiān)視和維修功能于一體的車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)終端設(shè)備。CRT和鍵盤組成一個(gè)車站通告面板。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)鍵盤和一個(gè)彩色VGA顯示器可供操作人員和維修人員控制、監(jiān)視和維修系統(tǒng)。

（5）不間斷電源（UPS）。

車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有一臺(tái)UPS電源，一旦丟失主電源，它能提供30min后備電源以便車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)依次關(guān)閉相關(guān)文件。UPS提供必要的隔離和濾波功能，用以防止電源浪涌影響系統(tǒng)運(yùn)作。

【實(shí)操模塊】

[實(shí)訓(xùn)任務(wù)]

AFC車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)備及系統(tǒng)功能認(rèn)知。

[實(shí)訓(xùn)目的]

了解車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作過(guò)程。

[實(shí)訓(xùn)要求]

（1）認(rèn)知車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)備。

（2）了解車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及車站終端設(shè)備之間的協(xié)調(diào)工作過(guò)程。

[實(shí)訓(xùn)環(huán)境]

具有AFC車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及車站終端設(shè)備的理實(shí)一體化教室或真實(shí)的地鐵車站。

[實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)]

指導(dǎo)老師先進(jìn)行理論講解，再到實(shí)訓(xùn)室或地鐵車站進(jìn)行車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)備的實(shí)物認(rèn)知及工作過(guò)程演示，之后讓學(xué)生進(jìn)行自行操作訓(xùn)練。