摘要：成都轨道交通至2017年5月份已开通运营里程130.21公里，至2020年开通运营里程将达到508公里，即将进入线网化运营时代。自动售检票系统（Automatic Fare Collection，AFC）分线式建设及管理已无法满足近期需求，为探索更适合成都轨道交通线网化运营的模式，对自动售检票系统的多线路中心系统（Multiple Line Central，MLC）建设方案进行分析、研究和比选，并结合成都轨道交通实际需求进行，以达到节约投资、资源共享和优化运营及维护管理的目的。此工程设计对于网络化运营的自动售检票系统发展及更深层次的优化和共享有重要的指导意义和参考价值。
关键词：成都轨道交通、网络化运营、自动售检票系统、多线路中心
Study on Multiple Line Central of Automatic Fare Collection
— Take Chengdu Rail Transit network operation as an example
CHEN hua-yin，HUANG yu
（Chengdu Rail Transit Group co.ltd.，Chengdu）
Abstract Chengdu rail transit reached 130.21 km of operational mileage in May 2017 and 508 km by 2020，which is about to enter the era of line network operation.Automatic Fare Collection system（AFC）line have been unable to meet the demand of the recent construction and management，to explore more suitable for rail transit line in Chengdu rail transit mode，the center for the new Automatic Fare Collection system Multiple Lines Center（MLC）scheme system is analyzed，the research and comparison，and combining with the demand for the Chengdu railway traffic，so as to save investment，resource sharing and the purpose of optimizing operation management.The design of this project has important guiding significance and reference value for the development of automatic sales ticketing system and further optimization and sharing.
Keywords：Chengdu Rail Transit，network operation，Automatic Fare Collection system，
Multiple Lines Center
1 引言
至2017年5月份成都轨道交通已开通1号线、2号线、3号线和4号线，运营里程130.21公里，共计101个车站。在建线路385.51公里，共计235个车站，至2020年运营里程将达到508公里；根据第四期建设规划至2022年将实现开通运营里程达到600公里以上，成都轨道交通即将迈入网络化运营的时代。至2020年实现开通运营的13条线路中，其中1~4号线是已开通运营并各线设置自动售检票系统以实现成都轨道交通车票的自动和半自动售票、自动检票、计费、收费、统计、结算全过程的自动化管理，4条线路均采用独立设置线路中心系统模式管理各线路内车站计算机系统，并分别与清分中心链接。5号线、6号线、7号线、8号线、9号线、10号线、11号线、17号线和18号线将于2020年前开通运营，按照网络化运营的需求考虑，将共建自动售检票线路中心系统，设立多线路中心系统以实现全网线路的监视、控制、票务管理、收益统计、核算。统筹管理新建线路的235个车站，对既有的101个车站进行改造接入，并预留一定后期车站接入条件。从节约投资、资源共享和优化运营管理的角度出发，对多线路中心系统的设计方案进行比选和分析，同时结合成都轨道交通快速发展的实际情况进行考虑，做出适合现状并具有一定技术前瞻性的方案设计。
2 国内传统自动售检票系统的建设现状
目前国内大部分已开通运营和在建工程的自动售检票系统，采用传统五层架构模式：第一层：清分中心系统（ACC）、第二层：线路中心系统（LC）、第三层：车站计算机系统（SC）、第四层：车站终端设备系统（SLE）、第五层：票卡。即每条线路均设置一个线路中心系统，控制线路内的车站，各个线路计算机直接无通信链接，需将各自数据上传至清分中心后进行全网数据汇聚及处理。
在一个城市建设的初期，这种建设模式是适合的，对于未形成网络化运营的城市这种建设模式也能满足运营的需求。在开通线路较少的情况下，各条线路独立建设能在一定程度上保证技术及设备的先进行，并且各条线路能制定相应的票务政策应对相应线路的情况。设备在备品备件和维修维护团队上也相应的小规模，能及时相应现场情况，不会对运营组织及筹备等产生过于繁重的压力。
在城市线路达到5条或者100个车站的情况下，分散式线路建设和运营管理会对产生重复建设和运营维护水平落后的情况产生。在数据汇集和清分中心数据再处理无法实现全部的数据共享或者出现无法实现数据深度挖掘的情况。而各种效率的偏低会对建设成本和运营资源造成极大程度的浪费，在这个时候就应思考资源共享这一课题，并且需要结合城市的既有运营情况、线路建设时序、管理需求等多方面因素对自动售检票系统的建设进行考虑。不在对每条线路进行单独的设计，对设备核心模块功能需求进行统一要求，制定数据汇集的技术标准，并且对传统五层架构的设计方案进行一定程度的融合。而多线路中心设计方案的提出正好能一定程度上应对以上出现的问题，特别对于成都轨道交通高速发展的现状，能给予自动售检票系统的建设和运营提供先进的技术支持。
图1：传统五层架构图
3 成都轨道交通多线路中心建设的意义
成都轨道交通第三期建设同期开工14个项目共235个车站，处于建设的高峰期。根据建设规划将有8条线路同时建设，为实现资源共享节约建设成本、设计方案和技术标准达到领先水平同时满足网络化运营的需求，自动售检票系统需开展多线路中心系统的设计和建设。
3.1 资源共享节约建设投资
按照传统模式建设各线自动售检票系统，成都同期将会出现同时建设8个功能一致的线路中心系统，同时需要为这8个线路中心系统配置设备、不间断电源、通信传输通道、机房及运营管理和维护人员。根据现阶段设备购置情况估算一个线路中心全套设备市场价应在1500至2000万人民币，设备用房和管理用房应在200平方左右，9条线路至少需要1.35亿元的投资和1800平方的用房需求，若是考虑既有线路的升级改造和ACC系统的接入，建设费用还会有总价1/4的增幅，达到至少1.7亿元投资。
3.2 统筹职岗提高运维水平
从运营需求来分析，同期建设的这个9个线路中心均是为了实现自动售价票系统五层架构中第四层的功能：监视、控制、线路票务管理、收益统计、核算。并且都是各线路各自为战，在这种情况下对清分中心的处理能力会有更高的要求，同时涉及到清分中心设备的扩容和升级。运营在管理团队的建设上，需要配置同样的9组人员来运营管理和维护线路中心系统，因为这9组人员均属于同级组织架构，部门分布与机构设置的滞后性、重复性及交叉性而引致的组织人员相对冗余。这种相对冗余直接根植于重复设置的部门及重复的分工，有必要经由以资源共享为导向的构成调整、以化繁为简为模式的相同机构整合、以减员增效为路径的任职岗位转移等策略来予以遏制，从而在组织架构上杜绝过度重复的现象出现。
同时实现线路中心级运维人员的梯队建设，实现传统功能需求的前提下，对各职运维人员的工作能力提出了更高层次的要求。
根据线路中心系统的技术及管理需求，必须保证人力资源的及时、充足供应，并对关键岗位制定人员职务上升递进计划，对相关岗位进行人才储备，以建立人才梯队。构建胜任力模型，建立人才任职资格体系，对线路中心人才职业生涯进行规划并建立人员测评系统和人员梯队资源库。
多线路中心设备强大的系统处理能力，配合先进和适宜的管理办法，管理团队的稳步发展，确保有一批训练有素、经验丰富、善于自我激励的优秀人才从软硬件上充分发挥自动售检票系统多线路中心的强大作用。
4 成都轨道交通多线路中心系统设计方案分析及比选
按照国内自动售检票系统建设经验，结合现阶段计算机的技术发展，主要推荐两种多线路中心建设方案。
4.1 方案一：仅融合线路中心层级，保留系统五层架构
此设计方案中，保留自动售检票系统传统五层架构，仅将各线路线路中心系统融合，系统设计方案架构图如下图所示：
图2：合并线路中心方案示意图
第一层清分中心按照传统功能划分依旧控制和管理成都轨道交通自动售检票系统，实现对网内各运营商的统一协调以及系统安全的监管，负责成都轨道交通票卡及天府通的运营和票务管理，实现成都轨道交通票卡和天府通之间的清算、对账、报表及各线清算分摊，并且保证对外信息服务。
第二层各线路中心整合设计为多线路中心系统，在网络化运营情况下接受清分中心的指令并完成对账，实现对所接入线路的运营管理，实现向上接受管理，向下统筹管理各线车站。各线路内的车站计算机系统通过线路数据汇聚设备直接接入多线路中心系统，中心汇集接入所有车站的数据。
第三层车站计算机系统按照传统功能划分依旧实现车站内设备的监视、控制、设备间的车票调配、现金管理、收益统计和核算紧急模式的启动/解除。本站数据通过数据汇聚设备直接将信息上传至多线路中心。
第四层车站终端设备按照传统功能划分依旧接受车站计算机参数设定及指令，完成规定操作及信息提示，并生成并上传全部交易数据、审核数据，生成日志数据。按要求存储数据；设备故障自诊断，设备故障提示。当通信故障等条件下能离线运行，并能实现数据通过外部存储介质导出，故障恢复后数据自动上传。
4.1 方案二：融合各线路中心并融合清分中心，车站计算机采用中心站模式。
此设计方案中，属于深度融合整个自动售检票系统，不仅打破传统五层架构，在结合方案一中对各线路中心的融合，还将清分中心功能融合入多线路中心系统内。特别在车站级，引入中心站和卫星站概念，从系统设置上的优化引导运营组织的升级。系统设计方案架构图如下图所示：
图3：深度融合方案示意图
此深度融合方案是将传统五层架构融合为四层，即先将第二层各线路中心融合为多线路中心，再将传统架构的第二层多线路中心融合入第一层清分中心的功能。
融合后的第一层线路中心整合设计为多线路中心系统，实现对所接入线路的运营管理，实现向下统筹管理各线车站。各线路内的车站计算机系统通过线路数据汇聚设备直接接入多线路中心系统，中心汇集接入所有车站的数据。在完成对下接入车站计算机系统的管理的同时，系统具备传统架构第一层清分中心的全部功能，即控制和管理成都轨道交通自动售检票系统，实现对网内各运营商的统一协调以及系统安全的监管，负责成都轨道交通票卡及天府通的运营和票务管理，实现成都轨道交通票卡和天府通之间的清算、对账、报表及各线清算分摊，并且保证对外信息服务。
在此融合后，减少了各层级间的信息传输及管理流程，并且将设备机房等硬件设备均迁移至统一地址，减少一个主备中心的设备用房、管理用房和硬件投资，简化运营配置及维护。特别是对以后云平台及大数据处理奠定了坚实的硬件基础，为后续系统跟随科技的飞速进步保留了充足的可能性。
第二层车站计算机系统引入中心站和卫星站的概念，在系统硬件配置上对传统第三层的车站计算机系统层进行区分，即根据客流数据将3-5个站由客流大小进行组合，选取其中一个站为中心站，配置处理能力更为强大的车站计算机；其余车为卫星站，可降低车站计算机的配置。各卫星站计算机系统接入中心站，实现中心站的统一管理。
卫星站实现车站内设备的监视、控制、设备间的车票调配、现金管理、收益统计和核算紧急模式的启动/解除。本站数据通过数据汇聚设备将信息上传至中心站。
中心站实现车站内设备的监视、控制、设备间的车票调配、现金管理、收益统计和核算紧急模式的启动/解除。本站通过数据汇聚设备汇集卫星站数据后，做相应的数据融合工作后将小组数据通过数据汇聚设备上传至多线路中心。在线网化运营形成时能充分减少接入多线路中心的数据流，更能运用先进的运维方法对自动售检票系统进行统筹管理，达到提高效率节约运维成本的目的。
第四层车站终端设备按照传统功能划分依旧接受车站计算机参数设定及指令，完成规定操作及信息提示，并生成并上传全部交易数据、审核数据，生成日志数据。按要求存储数据；设备故障自诊断，设备故障提示。当通信故障等条件下能离线运行，并能实现数据通过外部存储介质导出，故障恢复后数据自动上传。
4 成都轨道交通多线路中心系统设计方案推荐
成都轨道交通已开通4条线路，运营里程130.21公里，共计101个车站。在建线路9条线路，共计385.51公里，235个车站，将于2020年全部开通运营。既有线路均采用独立设置线路中心的建设方案，在建9条线路初步设计均采用独立设置线路中心方案。线网清分中心于2015年5月开通，系统总体性能能达到处理日客流约500 万人次、日交易量约1250万笔的数据处理能力。成都轨道交通于2010年9月开通运营1号线，2、3号线相继开通运营后，成为乘客公共交通出行的首选方式之一，并大大减少了路面交通压力，受到公众和机构的大量好评，在与建设规划衔接及政府的大力支持下，成都轨道交通迅速进入高速发展的阶段。
由上述情况可以看出，在建项目各线采用独立设置自动售检票系统的方案，在一定建设条件下是可行的。由于线网规划的加速，所以设计方案应与时俱进，并且是应该迅速的做出反应，避免出现开通就改造的不理情况发生。
方案一中对自动售检票系统的传统五层架构没有改变，仅对第四层的线路中心进行融合，实现接受清分中心的指令并完成对账，实现对所接入线路的运营管理，实现向上接受管理，向下统筹管理各线车站。各线路内的车站计算机系统通过线路数据汇聚设备直接接入多线路中心系统，中心汇集接入所有车站的数据。其余四层架构均保持原有功能及定位，系统设计方案架构图如下图所示：
图4：方案一融合第四层示意图
此方案多线路中心对于初步设计文件的存在一定的修编，各线路通过概算分劈能实现多线路中心统一招标问题。
方案二中对传统五层架构有一定程度的调整，融合第四层多线路中心并且纳入清分中心功能，对车站计算机系统进行分层级建设和管理。将传统的五层架构变化为四层，能最大化程度在现阶段技术条件下实现诸多功能，并且保留了后续技术发展带来的优化及更新可能。建设多线路中心的同时对既有1-4号线进行接入设计，并且对后续第四期建设规划的线路预留容量和接入条件。同时云技术的运用，会对系统整体架构，设备荷载能力的均摊，数据存储及恢复能力等功能提升至一个新的高度。
图5：方案二深度融合示意图
结合现阶段建设需求和工程节点要求，推荐成都轨道交通多线路中心采用方案二：因为方案一保持五层架构不变，仅融合第四层线路中心建设多线路中心，在开通后可能就会出现升级的情况。随着计算机科技的高速进步，云技术的运用只会越来越稳定和可靠，纵观金融和科研等大型机构对数据高可靠性的要求，并且对数据的处理能力及深度挖掘能力的要求，自动售检票系统应在这一技术的应用更应身先士卒。在方案二中整体系统方案的搭建，是建立在计算机系统高速和稳固发展的基础上，通过适当的技术展望，可极大程度上避免在设备供货时原有型号停产而带来的被动替换。而且在方案的应用上是顺利科技发展的需求，借用相关行业成熟的运用经验，搭建成熟安全可靠的自动售检票系统，让科技的进步引领行业的进步，而并非使用不成熟的技术。并且方案二中能实现对运营管理及维修
维护等开通运营后体系的搭建，充分结合既有线路的经验，为运营提供了一个可优化组织架构、人员配置及培养并且成为国内率先掌握云技术及拥有其运用经验的团队。融合多线路中心和清分中心的方案，在业内也属先进的技术运用，在成都轨道交通建设大步迈进的阶段，属可圈可点的一个建设亮点，在贯彻资源共享设计方针的前提下，大量节约了建筑资源、设备重复投资、简化接口并且节约大量的运维成本支出。在建设化繁为简的同时，系统的可靠性、可维护性、可扩展性和数据处理能力均得到质的飞跃提高。
在成都轨道交通第三期建设规划条件下，方案二的采用能避免9条线路中心的重复建设，清分中心一期的扩容或二期的新建。既有1-4号线线路中心设备和既有清分中心一期设备可用于灾备系统的搭建或培训中心使用，无废弃和资源浪费的情况发生。根据第三期建设规划情况及第四期规划，多线路中心系统设计能力为700个车站的接入。
5 结束语
现在是我国轨道交通茁壮成长的阶段，各个城市均大力投入建设，在通车里程大量增加的现状下，做到资源共享，各专业间的接口清晰和简化，可让建设达到事半功倍的效果，大量的节约建设投资，高效的提高运维效率，让我国轨道交通不仅在量上同时在质上达到国际领先水平。
自动售检票系统的多线路中心和清分中心的融合，正是科技发展引领行业技术应用上迈出坚实的一步，引领轨道交通建设方向的发展，以先进的技术引导运维水平的提升。各个城市根据建设规划及运维水平，选择合适的递进建设方案，不仅对既有运维不会产生大的冲击，而且在循序渐进的过程中提升运维的整体实力，在实现高效化运维的同时，节约运维成本和培养人才最终达到乘客优先、以乘客为本的运营体系。
成都轨道交通自动售检票系统多线路中心系统的建设，代表成都轨道交通自动售检票系统已由单线建设模式向线网化建设转变，实现资源整合、建立数据汇集节点，顺应科技与管理水平前进的脚步，为后期云平台及大数据技术的运用，奠定扎实的基础。现阶段成都轨道交通自动售检票系统多线路中心建设推荐方案的制定，对今后国内外轨道交通工程类似项目的建设和研究，具有非常重要的指导意义和参考价值。
参考文献：
[1]颜彦文.数据冗余处理技术在轨道交通AFC系统中的应用[D].上海交通大学，2012.蔡昌俊，姚恩建，张永生，刘莎莎.基于AFC数据的城轨站间客流量分布预测[J].中国铁道科学，2015，36（01）：126-132.[2017-08-02].关宝树（2003），隧道工程设计要点集，人民交通出版社，北京。
[2]李道全.城市轨道交通AFC系统支付方式现状及发展[J].都市快轨交通，2016，29（01）：59-62.[2017-08-02].张永兴、王桂林、胡居义（2005），岩石洞室地基稳定性分析方法与实践，科学出版社，北京。
[3]刘超宇.基于AFC系统数据的地铁客流分析及乘客出行特征研究[D].中国地质大学（北京），2016.贾蓬、唐春安、杨天鸿等（2007），「强度折减法在岩石隧道稳定性研究中的应用」，力学与实践，第3期，第50-55页。
[4]GB 50157-2013 地铁设计规范[S]北京：中国建筑工业出版社，2013.
[5]GB/T 20907-2007 城市轨道交通自动售检票系统技术条件[S]，北京：中国标准出版社，2007.
作者简介：
陈华银（197 ～），本科，高级工程师，主要从事轨道交通科研及设计、施工管理工作。
黄宇（1982～），硕士，高级工程师，主要从事轨道交通科研（弱电系统）及设计、施工管理工作.
论文作者:陈华银,黄宇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/18
标签：线路论文; 中心论文; 系统论文; 成都论文; 车站论文; 数据论文; 轨道交通论文; 《基层建设》2018年第1期论文;