自动售检票系统及关键技术研究-毕业设计正文

北京电子科技职业学院自动化工程学院毕业论文毕 业 设 计 （ 论 文 ）设计题目 自动售检票系统及关键技术研究 学 院 北京电子科技职业学院 教 学 系 自动化工程学院 班 级 14 城市轨道交通控制 姓 名 王震 指导教师 陈楠 2016 年 11 月北京电子科技职业学院自动化工程学院毕业论文摘要随着城市轨道交通事业不断发展，科技的进步，人们的生活水平日益提高，与此同时，人们对于安全的需求也与日俱增。而自动售检票系统作为地铁运行的重要组成部分，大量采用先进技术与新型设备，逐步实现地铁运营、通信、运行等各方面的系统化，管理模式智能化，性能检测及故障诊断现代化。本论文主要介绍的是城市轨道交通自动售检票系统的原理及应用。城市轨道交通自动售检票系统由电力系统主要是由自动售票、半自动售票、自动检票等三个方面从而组成的完整系统。在营中时，某一环节产生产生重大故障，将会使整个站区无法进行通畅的客流进出。因此，高度安全可靠而又先进的轨道交通自动售检票运营的重要保证和前提。关键词：自动售票机 自动售票机硬件组成 自动售票机国内外研究现状北京电子科技职业学院自动化工程学院毕业论文目录绪论11 城市轨道交通自动售检票系统.21.1 城市轨道交通自动售检票系统概述.21.2 城市轨道交通自动售检票系统组成.21.3 国内外城市轨道交通自动售检票系统的发展现状.62 自动售检票系统主要设备.72.1 自动售票机62.2 半自动售票机72.3 自动检票机83 自动售票机 TVM.103.1 自动售票机的组成103.2 自动售票机的特点及要求104 城市轨道交通中的自动售检票系统的运行.144.1 自动售检票系统运行方式144.2 城市轨道交通自动售检票系统对自动售检票设备的基本要求14结论.16谢辞.17参考文献.18北京电子科技职业学院自动化工程学院毕业论文1绪论本论文主要介绍的是在城市轨道交通中自动售检票系统的概述，城市轨道交通作为城市公交系统的一个重要组成部分，目前有地铁、轻轨等多种类型，号称城市交通的主动脉。它具有节能、省地、全天候、运量大、安全等特点，属绿色环保交通体系，符合我国可持续发展的原则，特别适应于大中城市。然而进入二十一世纪以来，随着国家的飞速和城市化进程的加快，城市轨道交通也进入大发展时期。城市轨道交通自动售检票系统作为轨道交通重要构成部分，起着非常重要的作用。城市轨道交通自动售检票系统是为城市轨道交通工程中重要机电设备系统之一，它担负着为电动列车和各种运行设备提供设备正常运行的重要任务。自动售检票终端设备与城市轨道交通技术的发展史紧密相关直接相连。城市轨道交通供电系统方案的科学性及设备选型的合理性，也直接影响到城市轨道交通的节能效果。北京电子科技职业学院自动化工程学院毕业论文21 城市轨道交通供电系统1.1城市轨道交通自动售检票系统概述城市轨道交通自动售检票系统担负着运行所需的一切电能的供应与传输，是城市轨道交通安全可靠运行的重要保证。自动售检票系统，简称 AFC，是实现轨道交通售票、检票、计费、收费、统计、清分、管理等全过程的自动处理。该系统通常包括自动控制、计算机网络通信、现金自动识别、微电子计算、机电一体化、嵌入式系统和大型数据库管理等高新技术运用。自动售检票系统的便捷和准确性大大优于传统的纸票售票方式，它可以克服人工售检票模式中固有的速度慢、财务漏洞多、出错率高、劳动强度大等缺点，在防止假票，杜绝人情票，防止工作人员作弊，提高管理水平，减轻劳动强度，不仅是地铁和交通系自动售检票系统统发展的一个趋势，也是城市信息化建设的一个重要体现。1.2 城市轨道交通自动售检票系统组成城市轨道交通自动售检票系统由清分中心（ACC）、线路中心计算机系统（LCC ）、车站计算机系统（SC ）、车站终端设备（ SLE）、车票五个层次构成，五层架构的自动售检票系统非常适用于城市轨道交通线网运营管理的需要，是目前国内外各城市的主要设计方案。本文介绍了清分中心、线路中心计算机系统、车站计算机系统的主要功能及构成，并就车站终端设备、车票进行了组成及说明，为城市轨道交通自动售检票系统的设计提供参考。关键词：自动售检票系统；清分中心；线路中心计算机系统；车站计算机系统；车站终端设备；车票自动售检票系统(AutomaticFareCollectionSystem, 简称 AFC 系统)是基于计算机、通信、网络、自动控制等技术,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，是城轨系统中的运营核心子系统，该系统综合了机械、电子、通信、计算机等学科，替代传统的人工售检票，实现了地铁运营环境中售票、进站检票、出站检票、票务数据统计和处理等环节的自动化，杜绝了人为因素的影响，体现了地铁票务管理的现代化水平，同时也极大地方便了乘客。目前国内外城市轨道交通已建和在建线路的 AFC 系统都是按照“系统结构简单、扩充灵活、经济合理、管理方便”的原则设计，基于此原则构建的五层架构 AFC 系统已经是目前国内外各城市的主要设计方案，并大量开花结果，如广州、上海等城市地铁中的广泛应用。AFC 的层次结构是按照全封闭的运行方式,以计程收费模式为基础,采用非接触式 IC 卡为车票介质的组成原则,根据各层次北京电子科技职业学院自动化工程学院毕业论文3设备和子系统各自的功能、管理职能和所处的位置进行划分的。五层架构 AFC系统总体结构如图 1 所示，它们分别是：第一层：轨道交通清分中心；第二层：线路中心计算机系统；第三层：车站计算机系统；第四层：车站终端设备；第五层：车票1 轨道交通清分中心（ACC）ACC 为各线路统一制定、发行和管理轨道交通专用车票，实现互联互通，并实现与城市公共交通一卡通系统在地铁各线路中的应用（即“一票通”和“一卡通”），负责对各联网线路“一票通”收益作清算、对账、系统安全管理及有关数据处理等和各联网线路与 IC 卡公司之间的“一卡通”清算、对帐等业务。ACC 作为城市轨道交通线网 AFC 系统最上层的管理中心，它代表所有轨道交通线路负责向其它部门和单位进行票务事宜的联系和协调工作，在正常运营情况下，ACC 对各线路运营起监控作用，并提供协调各线路的票务服务；在降级情况或紧急情况下，ACC 负责协调各线路的运营。ACC 是 AFC 系统联网收费清分中心，负责轨道交通“一票通”、“一卡通”所必须的运行管理，它将制定所有与 LCC 接口相关的接口及 AFC 系统的技术标准和业务规则，ACC 对各个线路进行统一的业务规范管理（通过参数制定统一的交易规则、清算规则）、票务管理（票卡格式制定、票卡采购、制票与分发）、安全管理（SAM 卡发行、安全认证），并实施清算（轨道交通与公交“一卡通”系统之间的清算、ACC 与各轨道交通线路之间的清算）。就清分系统本身而言，由收益清分管理需要确定功能定位，决定了系统的架构和设备组成。ACC主要由中央清算系统、制票系统、密钥系统、运营管理系统、数据交换系统、报表管理系统、异地容灾系统、不间断电源系统、网络管理系统、系统维护与开发系统、测试系统等组成，其系统结构如图 2 所示：ACC 具体功能主要是：负责轨道交通与公交“一卡通”系统的清算对帐及轨道交通各线路间的清分对帐；下设票务管理中心，负责轨道交通各线路统一的票务管理、车票调配及车票跟踪；实现设置并下载票价表、费率表、车票种类、运营模式、联乘优惠率等参数；完成 ACC 内部及接入系统间的网络管理；提供与 LCC 系统、 “一卡通”系统及其它系统相连的接口；提供系统标准时钟；接收、生成、上传、下载黑名单；根据有关规定建立安全密钥体系，产生系统密钥，进行密钥管理；发行系统内使用的 SAM 卡，完成交易数据 TAC 码认证；入网设备注册、认证及授权。北京电子科技职业学院自动化工程学院毕业论文42 线路中心计算机系统（LCC）2.1LCC 系统构成线路中央计算机系统是整个系统承上启下的重要环节,完成数据交易、审核、统计、传送等工作，收集本线路 AFC 系统产生的交易和审计数据,并将此数据传送给城市轨道交通清分系统以及与其进行对帐,规定了对该线路的车票票务管理、运营管理及系统维护的技术要求。在实际工程应用中，LCC 则主要由结算系统、线路运营管理系统、数据交换系统、报表管理系统、网络管理系统、网络设备及各部门操作工作站（包括票务管理、财务管理、计划管理、审核管理等终端工作站）、打印机等组成，LCC 系统构架图如图 3 所示。其中，结算系统主要由 AFC 主服务器和历史数据服务器等设备组成，此外，还需配置磁盘阵列、磁带库等外部存储设备；而线路运营管理系统主要包括线路运营管理服务器及工作站等；数据交换系统由数据交换服务器、前置通信服务器组成，数据交换服务器是 LCC 与 ACC 之间进行交易数据上传、下载参数传递、清算对帐等数据交换的平台，管理 LCC 与 ACC 互联的通信接口，具有硬件接口、软件协议转换的能力，前置通信服务器则是 LCC 与 SC 间进行数据交换的平台；报表管理系统则包括报表服务器、报表查询工作站等；网络设备则包含了网络交换机、路由器、防火墙、入侵检测系统等，为了能够保证本系统 LCC与 ACC 等其他系统有效通讯，需设置两套路由器，用于规划本系统对外的路由管理；网络管理系统包括网管服务器、网管工作站等。2.2LCC 系统功能划分线路中心计算机系统具有对本线路区域内的 AFC 系统设备进行监控、票款清算、对账、数据审核、设备维护、管理等功能，主要功能如下：（1）接收 ACC 下载的车票种类、票价表、运营模式等参数并通过 SC下载到 AFC 车站终端设备；（2）能自动采集各车站上传的各种交易数据，产生各种报表。审计每站每日票务、核准所售票值及现金数额、统计分析票务数据、客流分析、财务记账和结/转账管理，查询和报表处理，完成与 ACC 清算对账和收益管理工作，为运营管理决策提供有效依据；（3）运营管理：对 AFC 车站终端设备进行管理，下载运营参数、运营模式、控制参数、同步时钟、黑名单等，含操作权限和设备运行状态监控等，并能建立维修档案、向维修部门提供各车站 AFC 车站终端设备故障报警信息和故障类型；（4）通信处理：线路中心计算机系统通过通信专业的通信传输网与各车站计算机进行数据传输及交换；北京电子科技职业学院自动化工程学院毕业论文5（5）时钟校对功能：能接收清分中心下载的时钟信号、自动校对本地主机时钟，同时实时下发给各车站计算机系统；（6）权限管理：设置工作站，管理和设置操作权限，负责系统内各层面操作权限的设置和管理；（7）系统电源中断时，依靠 UPS 的供电，能保证系统正常工作一定时间；3 车站计算机系统（SC）车站计算机系统是 AFC 系统中的重要组成部分，在整