任务二 自动售检票系统的认知
城市轨道交通车站自动售检票系统（Automatic Fare Collection，AFC）是一个集计算机、网络、通信、嵌入式系统集成、大型数据库、机电一体化、自动识别、传感和精密仪器加工等多种高新技术于一体的庞大系统。通过高度安全、可靠、保密性良好的自动售检票系统的高层系统及各种终端设备，完成轨道交通中的售票、检票、计费、收费、统计、清分、管理等功能。
【理论模块】
一、自动售检票系统的架构
城市轨道交通线网自动售检票系统具有五层架构，如图2-18所示。
图2-18 城市轨道交通线网自动售检票系统的架构
第一层：清分系统（综合中央计算机系统）
清分系统即综合中央计算机系统，其主要功能是统一城市轨道交通自动售检票系统（AFC）内部的各种运行参数、收集城市轨道交通自动售检票系统单程票产生的交易和审计数据并进行数据清分和对账，负责单程票的初始化和调配，应急票的制作、进行线路之间的票款清分和客流统计，进行数据挖掘，并辅助各业务部门进行分析决策，同时负责城市轨道交通自动售检票系统（AFC）与城市一卡通清算系统之间的对账、清分和结算等。
清分系统不仅是票务数据的汇总和处理，实际上也是全部网路中各条线路和各个车站客流的分析系统，及时分析各条线路、各个车站的客流数据，当某一条线路或某一个车站发生突发事件，可以及时地向相关线路和相关车站作出应急处置。
第二层：线路中央计算机系统
线路中央计算机系统的设备安装在线路控制中心内，由若干台服务器、磁盘阵列、磁带机、工作站（系统管理工作站、数据管理工作站、网络通信管理工作站、参数下载工作站、车票管理工作站、设备监控工作站、报表查询工作站、中央及远程维修工作站）、千兆交换机和路由器等局域网设备、打印机、不间断电源及编码机等组成。
线路中央计算机系统是自动售检票系统的管理控制中心。线路中央计算机系统与各车站计算机系统进行通信；可自动采集全线路自动售检票系统的交易数据和设备运营状态信息，进行财务和客流统计；线路中央计算机系统能下传费率表、优惠表、黑名单及其他参数和控制命令至各车站计算机系统及车站终端设备。
线路中央计算机系统将需要清分的信息上传给清分系统，接收清分系统下传的清分数据、黑名单、费率表等数据，实现本线路自动售检票系统（AFC）数据的集中采集、统计及管理；实现本线路自动售检票系统（AFC）运行、收益及设备维护集中管理；实现对本线路自动售检票系统内所有设备的监控。
线路中央计算机系统可通过通信系统的时钟子系统获取标准时间，自动进行同步，并将标准时间信息下传至车站计算机系统和各车站终端设备。线路中央计算机系统具有备份和恢复功能及灾难恢复功能。
第三层：车站计算机系统
在轨道交通线网自动售检票系统的架构中，车站计算机系统位于第三层。车站计算机系统安装在各车站的车控室或票务室内。
车站计算机系统由车站操作员控制计算机（SOC）和车站网络计算机（SNC）、监视器、紧急控制系统、网络系统及不间断稳压电源等所组成。
车站计算机系统的主要功能是负责采集本车站范围内的售检票交易数据、设备状态数据和其他运营数据，监视终端设备的运行状态，根据需要向单个或一组终端设备下达运营参数和设备控制指令。车站控制系统的业务功能包括票务管理、收益管理、设备管理、设备控制和运营参数下载等。
第四层：车站终端设备
在轨道交通线网自动售检票系统的架构中，车站终端设备位于第四层。车站终端设备安装在各车站的站厅，是直接为乘客提供售检票服务的设备。车站终端设备包括自动售票机、半自动售票机、进/出站检票机等。
车站终端设备接受线路中央计算机系统和车站计算机系统的管理，按照系统参数配置的方式上传交易数据、设备状态和事件报警，接收运营参数和控制指令，根据需要在正常运营模式和降级运营模式下工作。
第五层：车票
车票位于轨道交通线网自动售检票系统架构的第五层，相当于一条生产线的最终产品。关于地铁车票已在任务一中详细介绍，这里不再赘述。
AFC第三层即车站计算机系统及第四层车站终端设备均属于车站范围内的设备，对于地铁站务人员，应适当了解其具体情况。本任务主要介绍第三层（车站计算机系统），第四层（车站终端设备）将在任务三～任务五中详细介绍。
二、车站计算机系统
车站计算机系统网络拓扑结构如图2-19所示。该系统主要由车站操作员控制计算机（SOC）和车站网络计算机（SNC）、监视器、紧急控制系统、网络系统及不间断稳压电源系统所组成。
图2-19 车站计算机系统网络拓扑图
1.系统功能
车站计算机系统是基于微处理器的系统，它用来在自动收费系统环境中采集大量的关键性数据及传输数据。由车站计算机系统完成关键的自动收费系统管理功能主要包括以下几个方面。
（1）采集和储存车站终端设备的车票交易数据、寄存器数据、状态数据、收益管理数据及维护管理数据等，并上传给线路中央计算机系统。
（2）接收和储存线路中央计算机系统下达的系统运行参数和控制指令，并下传至车站终端设备。
（3）实时监控AFC系统的车站内设备（包括车站计算机系统和车站终端设备）和网络运行情况，具有AFC系统的车站内设备的控制、自诊断和故障告警等功能。
（4）对本车站的客流、车票和现金收益进行统一管理，具有报表统计分析、相关业务查询和报表打印等功能。
（5）负责AFC系统站内参数的维护和运作模式的控制。
（6）紧急情况下，按下“紧急”按钮或通过车站计算机系统启动紧急运行模式，控制本车站所有进/出站检票机的通道阻挡解除（门扇敞开或三杆落下），便于乘客快速疏散，同时控制所有的自动售票机、半自动售票机等退出服务。
2.运行方式
车站计算机系统可以在下列两种方式下运行：联机方式，即车站计算机系统和中央计算机系统交互工作；脱机方式，即车站计算机系统和中央计算机系统不进行交互工作。当中央计算机系统出现计算机故障时，车站计算机系统工作在脱机方式。在脱机方式下，车站计算机系统保持自动工作，收集和将数据存储到自己的文件中，一直到车站计算机系统恢复联机操作，它可以将数据上载给中央计算机系统。当和中央计算机系统通信中断时，所有的数据保留在车站计算机系统的硬盘中，硬盘容量可储存至少7天的有价值数据。当通信恢复后，数据再传送给中央计算机系统，或复制在软盘上用人工方式传送。
维修诊断信息通过出错代码和状态信息的方式报告给中央计算机系统。这些维修信息存在中央计算机系统，可由被授权的用户在中央计算机系统终端上显示，同时可按需要与有关的工作人员联络。
3.与车站终端设备和中央计算机系统的通信
车站计算机将各种从中央计算机接收来的黑名单和程序控制数据传送给自动售票机、半自动售票机和进/出站检票机等车站终端设备，这些数据被用来决定车票的有效性。同时车站计算机系统又将从车站终端设备接收的车票使用数据及设备状态信息一起传送给中央计算机。
对中央计算机来说，车站计算机是重要的通信链。每台车站计算机是一个网络节点，可支持多到128台车站终端设备。整个系统的网络拓扑是一个EIA标准异步RS-422网络。它除了可支持车站计算机的所有功能要求外，还可支持所有设备间的可靠的通信及数据传送。
4.数据传送和采样
车站计算机系统完成从检票机、人工售票机和自动售票机等车站终端设备上接收并存储数据，以及传送数据给这些终端设备的功能。在车站计算机系统和车站终端设备之间相互传输的所有数据都是通过使用相同的通信协议的串行通信完成的。车站计算机系统和中央计算机系统的通信是借助于Modem或以太网接口接在由第三方提供的通信网上实现的，采用TCP/IP协议。检票机、人工售票机和自动售票机等车站终端设备的寄存器数据每2秒由车站计算机系统采样一次，并存在车站计算机系统的硬盘中。
车站计算机系统具有启动传送数据或向中央计算机系统中断请求的能力，该中断请求包括传送维修报警信息，采样和更新请求。如当一台车站终端设备的报警维修信息传送到车站计算机系统，车站计算机系统立即将此信息传给中央计算机系统，而不等到下一次向中央计算机系统的数据传送。
5.车站计算机系统的组
（1）中央处理单元。
车站计算机系统的微处理器是Intel奔腾133MHz或等效产品，带有256KB的Cache内存。微处理器可同时执行多种功能，如磁盘存取，与车站终端设备和中央计算机系统通信。微处理器包含执行所有数据存储和传送的功能，以及接收、存储和下载数据去/来检票机、半自动售票机、自动售票机和中央计算机系统所必需的程序和智能操作。
（2）大容量存储器。
提供给车站计算机系统的两个大容量存储设备：一个是1.44MB、3.5英寸盘驱允许装载程序和操作系统；另一个是1GB镜像硬盘用来数据存储。当中央计算机系统发生故障时，硬盘容量最少可保存7天的所有数据文件。车站计算机系统的容量要求是在不能上传AFC系统的车站终端设备数据给中央计算机系统的条件下，脱机状态运行7天。
（3）通信设备。
模拟Modern或以太网接口将提供与PCM/OTN相接的通道。Modem的数据传送速率将在9600b/s或以上，以太网接口速率为10Mb/s。
（4）控制和显示。
车站CRT、键盘和打印机构成了一个集系统控制、监视和维修功能于一体的车站计算机系统终端设备。CRT和键盘组成一个车站通告面板。一个标准键盘和一个彩色VGA显示器可供操作人员和维修人员控制、监视和维修系统。
（5）不间断电源（UPS）。
车站计算机系统有一台UPS电源，一旦丢失主电源，它能提供30min后备电源以便车站计算机系统依次关闭相关文件。UPS提供必要的隔离和滤波功能，用以防止电源浪涌影响系统运作。
【实操模块】
[实训任务]
AFC车站计算机系统的硬件设备及系统功能认知。
[实训目的]
了解车站计算机系统的工作过程。
[实训要求]
（1）认知车站计算机系统的硬件设备。
（2）了解车站计算机系统和中央计算机系统及车站终端设备之间的协调工作过程。
[实训环境]
具有AFC车站计算机系统及车站终端设备的理实一体化教室或真实的地铁车站。
[实训指导]
指导老师先进行理论讲解，再到实训室或地铁车站进行车站计算机系统硬件设备的实物认知及工作过程演示，之后让学生进行自行操作训练。