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摘要：本文首先分析了我国传统的地铁自动售检票系统，并指出其现有的缺陷及不足之处，在此基础上对基于云计算技术的地铁自动售检票系统展开了深入的分析探讨，具有一定的参考价值。
关键词：云计算；地铁自动售检票系统；结构分析
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结构分析
2.1总体架构
基于云计算技术的地铁自动售检票系统的总体架构可分为三层，第一层是不同类型的车票（老人票、学生票、单程票、计次票、储值票等），在整个系统中扮演了支付媒介的角色；第二层是用于与乘客交互的地铁站终端设备，具有售检票功能；第三层是云计算中心，集合了系统运行所需的产品开发及运维等功能，能够采集、统计数据，集中管理设备，有效清分地铁线网各自的收益。
2.2物理拓扑结构
基于云计算技术的地铁自动售检票系统的物理拓扑结构构成有云计算中心、地铁站终端设备以及通信主干网。其中，云计算中心的硬件组成有计算机、机架、服务器、防火墙、交换机、磁盘阵列以及磁带库等，这些硬件设施的具体部署要视地铁线网的客流量、规模及IT资源而定。云计算中心的网络结构形式为两层交换式：位于第一层网络的服务器群利用ToR交换机实现与第二层网络的连接；而在中间层交换机与聚合层交换机的作用下，第二层网络交叉连接从而形成大二层的网络结构，这种网络结构有助于均衡各服务器间的流量，保证虚拟机能够灵活迁移于各服务器间。云计算中心与公共交通清分中心、第三方支付系统、银行系统之间实现准确对接的形式主要依赖于防火墙，通过在防火墙之后设置IDS，能够监听整个网络系统。
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通信主干网的网络结构为自愈式冗余光纤双环网，该网络具有无缝切换、实时热备的特征，同时利用双连接方式将地铁线网上的各站点纳入其中。在正常运行模式下，双环网中的主环、次环分别处于工作、热备的状态，当主环或者位于主环上的地铁站站点发生运行故障时，冗余环网会自动调整配置，启动热备状态中的次环，从而使整个网络得以维持正常的运行状态。地铁站终端设备的物理拓扑网络结构为环网式，同时利用三级交换机实现与云计算中心的间接性连通。地铁站终端设备能够在通信主干网出现运行故障时启动孤岛运行模式，而且可保留七天以内的数据信息，等通信主干网修复之后，会将报文传送至云计算中心。
2.3软件体系结构
基于云计算技术的地铁自动售检票系统的软件体系结构构成主要有云计算中心软件、票务管理终端软件以及车站终端设备软件。其中，云计算中心软件结合实时迁移、多租户及虚拟化技术，向云计算中心迁入地铁自动售检票系统的应用程序、部分负载及服务，从而确保云计算中心运行的高效性及地铁自动售检票系统功能发挥的灵活性；票务管理终端的组成成分包括屏幕、控制器、鼠标、电源以及键盘，不含有USB接口与硬盘的瘦终端。瘦终端的桌面云通常分为虚拟软件模块以及独立Web访问模块，票务人员可以在Web访问模块上对云计算中心进行访问，而云计算中心会通过虚拟模块向瘦终端发送应用信息，从而帮助票务人员顺利开展数据查询、工作交接及报表填写等各项票务工作；车站终端设备软件分为应用软件以及操作系统这两大类，统一在系统云计算中心的远程操控下完成相应的部署及升级任务。为了尽量降低计算资源的占用率，操作系统的类型可选择嵌入式Linux或者Windows NT，而应用软件一般分为应用逻辑层及设备控制层，其中设备控制层的面向对象是设备部件，能够将接口函数传送至应用逻辑层，为应用逻辑层的业务处理提供数据支持。
2.4云架构
基于云计算技术的地铁自动售检票系统的云架构组成按自上而下的次序依次是软件层、平台层以及基础设施层。其中，基础设施层由资源管理平台及资源池两部分组成，资源管理平台主要是结合基础设施资源的生命周期对其进行全局性管理，统一调度、管理资源，而资源池主要包括网络、存储、服务器等硬件资源及其对应的虚拟化资源；平台层主要用于软件的部署、开发及运行，包括系统软件及操作系统两部分，其目的是实现系统可扩展应用的同时运行；软件层的构成成分是系统的各类应用软件，从功能角度出发，应用软件类型可划分为两种：乘客服务应用软件以及票务业务应用软件。
3基于云计算技术的地铁自动售检票系统的业务逻辑关系
第一，乘客利用地铁APP或者浏览器对所需的地铁信息进行查询，比如地铁资费、运营状态、换乘线路及实施客流等；第二，乘客在地铁站终端设备处发生买票、检票、充值等行为；第三，乘客通过第三方支付系统或者银行完成充值活动；第四，云计算中心在电信专用网络的支持下实现与第三方支付系统或银行的对接，从而完成财务核对、数据交换及资金清算等活动；第五，云计算中心会实时监控车站终端设备的运行状态，并向其下发有关的系统参数及运行命令，同时接收车站终端设备回传的客流数据、审计数据、票卡库存数据、交易数据等；第六，维修及票务人员会结合权限对车站终端设备执行相关操作；第七，云计算中心以权限管理的方式来统一管理系统人员，以用户需求为依据，开通响应各服务功能，自动监控运行事件同时采取有效的应对方案；第七，票务人员通过系统浏览器或桌面云来操作其权限范围内的票务业务，比如票务数据的上报、服务请求的提交等；第八，云计算中心在电信专用网络的支持下完成与公交系统清分中心的实时对接，从而实现收益核对、数据交换及财务清分等功能。
4总结
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（由五层体系变为三层体系）、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：
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论文作者:陈宇明
论文发表刊物:《基层建设》2016年7期
论文发表时间:2016/7/7
标签：系统论文; 计算中心论文; 地铁论文; 终端设备论文; 票务论文; 结构论文; 软件论文; 《基层建设》2016年7期论文;