杭州地铁2号线工程自动售检票系统设计
摘 要 就杭州地铁 2 号线工程自动售检票系统的设计,介绍了主要设计原则,阐述了五层系统架构及各层的主要功能,总结了设备技术要求,提出了车站设备布置原则,对类似工程设计具有借鉴意义。
关键词 自动售检票系统 设计原则 系统架构 设备布置 技术要求
1 引言
地铁自动售检票系统( 简称 AFC 系统) 是基于计算机技术、网络技术、现代通讯技术、自动控制技术、非接触 IC 卡技术、大型数据库技术、机电一体化技术、模式识别技术、传感技术、精密机械技术等多项高新技术于一体的大型系统,以实现轨道交通售票、检票、计费、收费、统计、清分、管理等全过程的自动化。系统的采用不仅成倍地提高了乘客的通行速度,方便了市民出行,还有利于准确及时地对客流量、销售额等数据进行实时的收集和管理。
2 工程概况
根据杭州市轨道交通线网规划,地铁2 号线为东南-西北走向的轨道交通主干线。南起于蜀山车辆基地,西止良渚瓶窑片区,线路长约 43. 7 km,连接杭州城东南的钱江世纪城、钱江新城、省府、文教区,系江南城和良渚组团与主城之间的快捷通道。
2 号线一期工程线路全长约 33. 7 km,全部为地下线,共设 26 座车站。起于市心南路与通惠路交叉口的朝阳村站,经萧山、江干、下城、拱墅、西湖五个行政区至三坝村站。
3 设计原则
杭州地铁 2 号线 AFC 系统的设计原则主要考虑以下几个方面:
( 1) 开放性和可扩充性: 采用开放性的设计原则,选用开放的软件和硬件接口,实现与其他相交接的轨道交通 AFC 系统进行信息交换直接换乘,实现与城市公共交通“一卡通”联网,满足“一卡通”要求。系统不仅应满足杭州地铁 2 号线工程运营和管理的要求,同时还应考虑远期工程的延长或调整需要。
( 2) 安全可靠性: 选用成熟的产品,保证系统的安全性、数据的安全性和网络通信的安全性; 保证系统运行的可靠性和数据信息、通信、设备的可靠性。
( 3) 先进性: 在设备的选型和系统的设计上,需具有一定的先进性,应具有足够的数据处理能力,以满足初、近、远期超高峰客流量的处理需求。设备配置数量按近期超高峰客流量计算,按近、远期的大者预留位置与安装条件。
( 4) 经济性: 在保证系统安全性、可靠性和技术先进性的前提下,从系统的方案设计、设备选型到设备国产化等多方面作综合性考虑,尽可能设计和采用降低 AFC 系统投资与运营成本的方案。
( 5) 人性化设计: 主要包括系统可用性强,易于被乘客接受; 设备的安装位置符合客流流向,便于旅客疏导; 自动售票机旅客操作区域适应坐轮椅的旅客购票; 进出站口设置宽通道检票口,方便坐轮椅和携带大件行李的旅客通行等。
4 系统架构
杭州地铁 2 号线工程自动售检票系统按轨道交通清分中心( ACC) 、线路中央计算机( LC) 、车站计算机( SC) 、车站终端设备、车票等五层架构进行设计,通过与杭州市轨道交通清分中心的接口,满足与杭州市轨道交通相关各线联网运行的要求,实现轨道交通线网内无障碍换乘及满足杭州市公交卡、市民卡在本系统中的应用。系统架构见图 1,总系统设计见图 2。


4. 1 清分中心系统( ACC)
杭州地铁 2 号线是杭州市轨道交通联网运行线路的一部分,通过杭州市轨道交通清分中心系统( ACC) ,2 号线自动售检票系统实现与其他轨道交通线路自动售检票系统的联网运行,满足乘客在路网内无障碍一票换乘和杭州市“一卡通”( 公交卡、市民卡) 在本系统中的应用。主要功能包括:
( 1) 实现轨道交通路网内各线路之间的联网运行,实现统一票务管理; 完成轨道交通系统与公交卡、市民卡系统间的清分、对账,完成各线路间的清分、对帐以及数据处理; 实现轨道交通专用票的统一发行及管理; 实现轨道交通系统对外的信息服务; 实现系统管理和系统安全管理。收集、统计、分析、查询运营数据,满足必要的运营要求。
( 2) 统一制定联网运行有关的制度、规则和流程,包括收费制度、车票安全保密规则、清分对账业务规则、车票发行、车票使用及调配流程、运营模式控制流程、参数编码规则、终端设备乘客服务界面的规定和系统接口规则等。
4. 2 线路中心系统( LC)
线路中心计算机系统负责采集整条线路各车站的数据,进行车票跟踪校验、库存管理、安全管理、参数管理和分发、客流监控,产生相应日志记录和报表等。同时,线路中心计算机系统拥有与 AFC清分中心系统的接口,接受 ACC 系统参数及指令,并下传至 SC; 对线路间共用的车站 SC 进行( 协议)管理; 实现所监控线路自动售检票系统的运营管理并根据协议上传相关数据,负责将各车站的交易信息发送至 AFC 清分中心进行收益清分。
本工程线路中心计算机系统拟设于七堡控制中心。
4. 3 车站计算机系统( SC)
车站计算机系统监控车站终端设备运行状态,收集、传输、统计运营数据,拥有独立的票务监控和分类统计等管理功能。同时接受 LC 管理指令和时钟信号,完成时钟同步并负责把本站设备上传的交易、事件、审计等数据发送至线路中心计算机系统。
4. 4 车站终端设备
车站终端设备包括自动售票机、自动充值机、半自动售票机、自动检票机、便携式验票机及其他相关设备。车站设备根据票务规则验证车票和进行车票的费用处理,生成并上传全部交易数据、审核数据、设备状态数据,并按要求存储数据; 同时接收车站计算机系统的命令和参数。
4. 5 车票
车票是记录乘客乘车信息的媒介和载体,能记录车票的系统编号、安全信息、车票种类、个人信息、进、出站信息、金额、有效期、交易记录等信息,与车站售检票终端设备共同完成系统自动售票检票功能。轨道交通车票包括单程票、出站票、往返票、福利票、日票、区段计次票、区段定期票、纪念票( 定值纪念票、计次纪念票、定期纪念票) 、员工票、储值票及其他预留车票等。杭州地铁 2 号线自动售检票系统采用非接触式 IC 卡,实行封闭式的票务管理。
5 车站设备布置
AFC 系统车站终端设备的布置是否合理,直接影响了系统的功能发挥。在设备布置时,应本着以人为本的设计原则,在站厅层总面积不变的情况下,尽可能采用较大的非付费区面积,通过设备的合理布置,起到引导客流、疏散客流的作用,达到提高通过能力的目的。一般应考虑如下几个原则:
( 1) 自动售票机、半自动售/补票机、自动加值机等在非付费区内应相对集中布置,尽量满足客流流向要求。
( 2) 进、出站检票口设置应相对集中,以充分发挥每台检票机的使用效率。
( 3) 每一个检票口检票机数量应不少于 3 台。
( 4) 每一个付费区均应设置半自动售票机,作为出站补票使用。
在 AFC 系统的设备布置时,应充分利用高峰小时进、出站的分向客流,合理确定售票机、检票机的数量及布置位置,以最少的投入,达到最佳的效果。
杭州地铁 2 号线典型车站终端设备平面布置见图 3。

6 设备技术要求
为保证 AFC 系统具有较高的可靠性、安全性和可维护性,结合杭州地铁具体情况,提出以下主要设备技术要求。
( 1) 设计寿命: 自动售检票系统的整体寿命要求不少于 15 年,终端设备正常使用寿命不少于 15年,计算机及其网络设备正常使用寿命不少于 10年,所有光电缆等使用寿命不少于 25 年。
( 2) 整个系统对 AFC 系统的相关信息进行记录并且能够进行统计和分析; 要求具有容错能力,车站或中央计算机出现系统故障或通信故障时,各终端设备能独立运行和存储信息,在故障恢复后系统能够收集故障期间各设备的运营数据; 系统具有应急处理功能,紧急情况下,出、入站闸机双向常开,确保车站内乘客疏散。
( 3) 硬件应为开放式设计,具有可扩展性,以保证在需要时可选用其他外设。硬件应为模块化设计,以方便维修和扩展。硬件应体现热插拔和即插即用概念; 计算机内存预留容量至少应是最大容量的50% ,在运行的高峰期,内存最大使用率不能超过最大容量的 50%,平均使用率不能超过最大容量的30% ; 对于大容量存储设备,预留容量应至少是设备存储能力的50%,在运行的任何时刻,用于存放数据和程序的空间应不超过设备存储能力的 50%; 当系统在满负荷工作时,CPU 的利用有30%闲置。
( 4) 数据存贮要求 LC 至少可保存 3 个月的车票交易各类数据和 36 个月的其他类数据,SC 至少可保存 1 个月的车票实时交易数据和 3 个月的其他数据。
( 5) LC 数据处理能力应满足杭州地铁 2 号线近期超高峰小时客流规模及全日客流规模,能控制和管理至少 128 个车站,能在两小时的高峰期内处理 25%的总客流量数据。SC 的处理能力应满足车站近期超高峰小时客流规模及全日 30 万客流规模的要求,能在两小时的高峰期内处理总客流量的25% 的实时数据,每分钟应能处理不少于 5 000 条的实时交易数据。
( 6) 自动售检票系统应符合国家相关环保标准,所有系统设备应进行节能型设计,以利于能源节约。
7 结束语
城市轨道交通采用 AFC 系统,实现旅客运输环境中售票、检票、票务管理等环节的自动化,极大地方便了乘客,提高了运营单位的运输效率和经济效益,体现了运输系统票务管理的现代化水平。除主要设备选型考虑了开放性和可扩充性、安全可靠性和先进性外,车站设备的布置也进行了人性化设计,为确保杭州地铁 2 号线一期工程 26 座车站 AFC系统功能充分发挥创造了条件,对类似工程设计提供了借鉴。
参考文献 <资料 >
1 中铁上海设计院集团有限公司. 杭州地铁 2 号线工程自动售检票系统采购项目招标文件技术规格书[Z],2011
2 杨盛. AFC 感应型检票机嵌入式软件架构[D]. 南京: 东南大学,2010
3 于鑫,王富章. 城轨交通自动售检票系统的研究[J]. 铁路计算机应用,2005( 6)
4 张彦,史天运,李仕达,等. AFC 技术及铁路自动售检票系统研究[J]. 中国铁路,2009( 3)
5 石慧麟. 城市轨道交通动售检票系统设计[J]. 城市轨道交通研究,2001( 2)