(天津市地下铁道集团有限公司 天津市 300380)
摘要：地铁是现代城市发展的产物，与传统快速高效的公交系统相比，地铁是城市公共交通系统的重要组成部分。为缓解我国经济的快速发展和城市化带来的巨大交通压力，我国不少城市相继启动了地铁建设规划，地铁建设涉及多个子系统。自动售票系统是地铁建设的重要组成部分。随着云计算技术的飞速发展，地铁自动售票系统有效地解决了传统地铁自动售票系统成本高、资源利用率低、维护难度大的缺点。
关键词：云计算；地铁自动售检票系统；设计
引言
地铁自动售检票系统(AFC系统)是地铁系统中的运营核心子系统，直接与乘客交互，关系着地铁的收益。现有AFC系统虽然在一定程度上实现了地铁售检票的自动化，但随着地铁网络化的开通运营，AFC系统的建设投资成本越来越大、后期维护工作越来越困难、票务运营管理越来越复杂;而且系统资源利用率低，浪费了大量的资源和能源。目前，对AFC系统的研究集中于利用系统数据分析乘客的路径选择行为、改进系统通信网络结构、保护系统用户隐私、改进系统架构等方面。在改进现有地铁AFC系统架构方面，北京地铁、广州地铁采用多线路公用线路中心的方案，南京地铁提出区域线路中心的方案。这些方案在一定程度上精简了AFC线路中心，避免了地铁线路网络化条件下线路中心的重复建设，但并未从根本上解决AFC系统投资大、维护难等问题。云计算作为一种新型的计算模式，应用于地铁系统中以降低地铁的建设和运营成本已成为发展的趋势。仅提出了“取消线路中心、建立车站计算机服务器云机房”的设想，未进行详细的分析和设计。
1地铁自动售检票系统分析
传统的地铁自动售检票系统构架呈树状体系，其构成一般分为五层：车票层、车站终端设备层、车站计算机系统层、线路中央计算机系统层以及清分中心层。系统各个层次的运行具有相对独立性，但同时又受逐级管理的限制，从而实现地铁票务的系列功能。然而，在我国地铁业务及路网规模不断扩大的过程中，传统的五层系统架构体系逐渐暴露出一些缺陷及不足：第一，资源利用率低。传统地铁自动售检票系统的配置是以高峰期客流量为依据的，因而造成大部分设备能力的浪费；第二，维护成本高。不断扩大的地铁路网规模致使越来越多结构节点的出现，从而产生更加复杂的通信网络结构，进一步增加了系统的维护成本及难度；第三，数据过度冗余。系统运行过程中，每层数据库系统都会逐级存储并备份交易数据，但只有清分系统层会真正使用这些数据，因而造成了系统数据过渡冗余的现象；第四，安全性能降低。在传统地铁自动售检票系统中，无论是车站工作人员，还是维修维护人员，都有操作系统设备的权利。在地铁线网规模的不断扩大的过程中，会有越来越多的人员参与到系统设备有关任务的开展当中，这些人员的恶意破坏或误操作会严重损害系统的安全性能；第五，地铁新线路建设中遇到的新问题。地铁线路建设具有长期性特点，不同的工程建设期，有可能会涉及到不同的设备型号，从而在新设备与已有线路设备之间产生软件升级、接口等问题。
2基于云计算技术的地铁自动售检票系统的硬件结构
基于云计算技术的地铁自动售检票系统的硬件结构主要由自动检售车票的终端、车站终端设备以及云计算服务运行层，云计算层由云计算运行和支付所需要的所有软、硬件组成，并能够实现对于地铁自动售检票所产生的大量数据的集中采集、统计和管理，并能够对基于云计算技术的地铁自动售检票系统中的各项设备的运行状态进行集中监控、维护和管理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在基于云计算技术的地铁自动售检票系统的硬件组成上其不仅仅是一个基于S/C模式的系统，地铁自动售检票系统中的车站终端设备通过局域网与云计算中心进行连接和信息交互，并接受来自于云计算中心的信息数据反馈，地铁自动售检票系统还是一个基于B/C模式的系统，地铁工作人员可以通过桌面云或是浏览器来进行云计算服务界面的登录和相关服务的获取。在基于云计算技术的地铁自动售检票系统的组成上云计算层所包含的硬件主要有计算机、服务器、磁盘阵列、交换机等，硬件的规划可以根据地铁线网的规模、各节点的分布以及地铁沿线现有IT资源等情况来进行规划及分别部署。云计算层采用的是VL2大二层网络结构，在第一层中采用服务器群依托TOR交换机来与第二层网络进行通信连接，第二层则采用聚合层交换机和中间层交换机的相互交叉通信来与第一层共同构建大二层交互网络。通过构建这一大二层交互网络用以合理的分配规划各服务器之间的流量并确保流量在能够在服务器之间进行灵活的交互。云计算层与银行、第三方支付平台之间的信息交互将布置防火墙，并通过设置在防火墙之后的IDS来对网络系统进行监听。地铁自动售检票系统的通信主干网采用具备实时热备和无缝切换的自愈式光纤双环网，各站点与云计算中心的连接采用双连接环形网络，用以保障主干通信网的安全、高效的通信，当主环网出现故障时通信环网将自动将通信网络切换至次环网保障通信数据的安全交互。车站终端设备之间的连接和信息交互主要采用以太网与交换机所组成，其所构成的环网结构与通信主干网和云计算层之间的连接通过三级交换机。
3软件体系结构
按照系统的物理拓扑结构部署好系统的硬件设备之后，需要构建系统的软件体系，实现云环境下CAFC系统自动售检票和票务业务运营管理功能。CAFC系统的软件体系结构主要由以下三个部分构成:a)云计算中心软件。云计算技术通过虚拟化、多租户、实时迁移等技术将地铁自动售检票系统的部分负载、应用程序以及服务迁往云计算中心;通过云计算中心软件支持云计算中心高效运行、保障CAFC系统功能灵活实现。根据CAFC系统的硬件部署和功能应用将云计算中心软件划分为两个层次。集群级软件负责云计算中心硬件资源、虚拟资源的自动化管理，为用户提供基本的任务管理服务;应用级软件实现特定的应用服务。b)票务管理终端软件。票务管理终端是仅由屏幕、电源、控制器、键盘、鼠标组成，没有硬盘和USB接口的瘦终端。票务人员通过瘦终端的桌面云与云计算中心交互，完成报表填写、工作交接、数据查询等票务工作。桌面云包含两个部分:瘦终端中独立的Web访问模块和分配的虚拟资源中的软件模块。使用时，票务人员通过桌面云的Web访问模块访问云计算中心，云计算中心的资源管理服务为登录用户分配相应的虚拟资源，并向虚拟应用发起链接请求。链接成功后，向虚拟应用发送鼠标、键盘等输入信息，接收虚拟应用的屏幕绘制信息，并在瘦终端显示。
结语
总而言之，相比传统的地铁自动售检票系统，基于云计算技术的地铁自动售检票系统精简了系统架构、减少了系统容量，大大节省了系统投资及能源消耗，使资源使用率得到显著提高，而且桌面云的应用使系统运行的安全性得到了可靠保障，促进了我国地铁自动售检票系统运行的高效性及灵活性，进一步推动我国地铁事业的绿色低碳可持续发展。
参考文献:
［1］雷定猷,贾莉,王娟,，游伟.基于云计算技术的地铁自动售检票系统研究［J］.计算机应用研究,2014,02期:87-91
［2］胡宇舟,范滨,顾学道,缪力.基于Hadoop的云计算在清分系统中的应用［J］.电子世界,2014,13期:134-135
论文作者:李娜,赵银柏
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
标签：系统论文; 地铁论文; 计算中心论文; 终端论文; 票务论文; 线路论文; 技术论文; 《电力设备》2019年第1期论文;