（仪器科学与技术专业论文）苏州轨道交通线网afc标准初步研究.pdf

e n g l is ht i t l eo f m a s t e rt h e s i s i i i il l ii i i ii 11 1 i i ii ii y 17 615 8 9 a n a l y z i n ga u t of a r ec o l l e c t i o ns y s t e mt e c h n i c a lc r i t e r i o no f s u z h o um e t r on e t w o r k at h e s i ss u b m i t t e dt o s o u t h e a s t u n i v e r s i t y f o rt h ea c a d e m i cd e g r e eo fm a s t e ro f i n s t r u m e n ts c i e n c ea n de n g i n e e r i n g b y z h uj i a - b i n s u p e r v i s e db y p r o f q i n gw e n h u i n s t r u m e n ts c i e n c ea n de n g i n e e r i n g s o u t h e a s tu n i v e r s i t y f e b r u a r y2 0 1 0 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位 论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人 电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论 文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包 括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 日期：汐h 蚋 摘要 摘要 苏州线网a f c 技术标准是苏州轨道交通自动售检票系统( a f c ) 在线网条件下的技术总则，研究线网a f c 技术标准有着极其重要的 应用价值和意义。它是a f c 系统中关键技术与系统接口技术的归纳 与总结。严格依据线网a f c 技术标准，可直接指导后续售检票系统 的建设，确保新线顺利接入线网中心清分系统，保证了轨道交通中的 售检票系统成功实现互联互通。 本文就自动售检票系统( a f c ) 技术标准中五层架构下的数据接 口、通信技术标准以及读写器与票卡的硬件和软件标准、通信流程展 开详细讨论。对系统数据组成及各类主要传输文件的详细格式作了明 确定义，对系统各数据层之间及各层内的具体数据接口方式作了分析 对比，进而制定了符合各个业务类型通信特点的数据传输方式，并且 设计制定了各个业务类型的通信流程标准。在售检票系统的读写器与 票卡设备层面，首先制定了两者相关的硬件标准，然后制定了软件通 信流程标准。 最后通过售检票系统的模拟测试平台模拟了业务发生的全过程， 实现了系统框架下的数据传输、通信对接过程，成功验证了各层次接 口标准制定的合理性与完善程度。 关键词： 轨道交通、a f c 系统、技术标准、票卡、读写器 东南大学硕j ：学位论文 a b s t r a c t i ti se x t r e m e l yi m p o r t a n ta n ds i g n i f i c a n tt oa n a l y z es u z h o ua u t o m a t i cf a r ec o l l e c t i o n s y s t e m ( a f c ) c r i t e r i o no fm e t r on e t w o r k i ti sas u m m a r yo fk e yt e c h n o l o g ya n d s y s t e mi n t e r f a c et e c h n o l o g yo fa f cs y s t e m ，ap r i o r i t yf o rt h ec o n s t r u c t i o no fa f c c r i t e r i o ns y s t e mi sd e f i n e df o rt h ef i r s tt i m ei no r d e rt oi n s t r u c tt h ep l a n n i n g 。 f o r m u l a t i o na n da p p l i c a t i o no fa f cc r i t e r i o nf o rf u t u r er a i lt r a n s i tp r o j e c t s ，t oe n s u r ea s m o o t ha c c e s st ot h ef a r e c l e a r i n gs y s t e m i n t h i sp a p e r , i ta n a l y z e sa f cs y s t e md a t ai n t e r f a c e 、d a t ac o m m u n i c a t i o n 、a f c r e a d e r 、w d t e rh a r d w a r ea sw e l la ss o f t w a r es t a n d a r di nd e t a i lu n d e rf i v e l e v e r y f u n d a m e n t a lc o n t e n t s i td e f i n e sc o m p o s i t i o no fb a s i cd a t a 、f i l ef o r m a t i o n 、d a t a i n t e r f a c et y p ea n dw a yo fc o m m u n i c a t i o ni nf i v el e v e ls t a t e t h ef e a t u r e so fi cc a r d r e a d e rm i d d l e w a r ew e r ee x p l a i n e di ns p e c i f i c a t i o n 。a n d 酤s t r u c t u r ea sw e l ia sd a t a f l o ww a sd e s i g n e d t h er e a d e rm i d d l e w a r ep a c k a g i n gm t ro p e r a t i o n sa n dc a r d p r o c e s s i n g ，i n t e r a c tw i t ha p p l i c a t i o ns o f t w a r ea n dr e a d e rd e v i c e st h r o u g hau n i f i e d i n t e r f a c e ，w h i c hc a nb eac o s t - e f f e c t i v eo p t i o nt or e g e n e r a t ea f cs y s t e m so ft h eo l d r a i lt r a n s i tl i n e s i nt h el a s tp a r to ft h ep a p e r ，i tr e a l i z ea f c s y s t e md a t ac o m m u n i c a t i o n 、t r a n s m i s s i o n b ys i m u l a t i n gt h ew h o l ep r o c e s so f f a r eb u s i n e s s ，i tt e s tt h ev a l i d a t i o n 、r a t i o n a l i t ya n d i n t e g r i t yo fv a r i o u sl e v e l so fi n t e r f a c es t a n d a r d k e yw o r d s ： m e t r o ，a f cs y s t e m ，t e c h n i c a lc r i t e r i o n ，m e t r oi cc a r d ，r e a d e ra n dw r i t e r 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i l 第一章绪论。l 1 1 项目背景及意义l 1 2 课题来源2 1 3 研究现状2 1 4 线网a f c 标准国内研究动态。2 1 5 线网a f c 标准研究基础3 1 6 课题研究内容和目标3 第二章a f c 系统技术标准概述5 2 1a f c 系统的五层结构。5 2 2a f c 系统五层结构下的技术标准分类6 2 3 各类a f c 技术标准的具体内容7 第三章五层架构间的a f c 通信数据及接口技术标准研究9 3 1 数据类型定义9 3 2a f c 系统基础编码范围9 3 3 文件名称格式设计9 3 4 文件结构标准1 2 3 5 数据内容格式设计一l3 3 6a f c 系统各层数据之间传输方式。1 4 3 7 传输机制17 3 8 通h j 流程设计2 0 3 9s c 与s l e 接口流程3 0 第四章 afc 系统读写器和票卡技术标准研究3 9 4 1 读写器标准。3 9 4 2 票卡技术标准5 2 第五章测试标准及实验结果分析5 6 5 1 系统接口测试5 6 5 2 票卡及读写器测试6 3 第六章结论6 5 致谢6 6 参考文献6 7 作者简介( 攻读学位期间发表的论文) 7 0 i i i 第一章绪论 第一章绪论 1 1 项目背景及意义 苏州自动售检票系统( a u t o m a t i cf a r ec o l l e c t i o n 简称a f c ) 是苏州轨道 交通的运营核心子系统，与地铁公司的日常运营、客运收入和乘客的资金付出密 切相关。它以非接触式i c 卡为车票介质，利用自动售票机、自动检票机等终端 设备，并通过计算机网络实现轨道交通运营中的自动售票、自动检票、自动收费、 票务管理、财务结算、统计分析等的封闭式票务管理自动化系统。a f c 系统不仅 能为乘客提供方便、快捷的售检票服务，而且是实现轨道交通综合自动化、提高 运营管理水平的必要手段。 近年来，我国城市轨道交通a f c 系统行业技术水平得到了快速提高。然而， 目前国内a f c 系统及设备的设计、开发、制造和检验的相关行业标准都还很不成 熟，甚至在同一个城市中都无法统一，轨道交通a f c 系统的设备及应用软件仍基 本处在由系统集成商各自定制开发的阶段，不同集成商提供的系统往往特点各 异、良莠不齐，相互问的兼容性和互通性很不理想，往往造成线网中新线a f c 系 统的接入无法实现联网运营，迫使既有线路a f c 系统随之进行改造，这一弊端从 早期地铁的a f c 系统改造工程都有所证明。 制定城市轨道交通a f c 系统建设标准和规范已经成为越来越多a f c 系统业内 人士的共识，上海、北京、广州、南京都已制定出了适合本城市轨道交通特点的 地方性标准或规范。深圳、杭州、成都、重庆等城市都正在积极地进行这方面的 工作。 制定苏州地方a f c 系统标准和规范，不但能解决不同集成商开发的系统之间 互通、兼容的问题，避免旧线改造和重复建设，还可以引入竞争，大大降低设备 招标报价，节省投资：由于统一了技术标准和接口规范，避免了各线a f c 系统中 共性部分的重复开发，从而降低了开发成本和系统的复杂程度，更可进一步节省 运营成本和维修、维护成本。 国内各大城市轨道交通建设方兴未艾，苏州城市在建设清分中心及一号线 a f c 系统规划前，迫切需要有一套标准指导建设整个线网a f c 系统。由于运营模 垄堕盔兰堡主堂竺丝苎 式的不同，其它城市制定的标准也不可以完全借鉴，所有这些需要我们在新的市 场环境、技术背景下统筹考虑标准制定的方案，在苏州售检票线网建设之初就制 定出一套适合各地地方特点的，系统完备、科学先进的标准和规范，为整个苏州 地方轨道交通线网a f c 系统的建设奠定基础 1 2 课题来源 本课题为应苏州轨道交通a f c 系统建设需要，来源丁苏州轨道交通有限公司科研课题。 研究对象为在线网运行下a f c 系统的技术标准。 1 3 研究现状 由于我国城市轨道交通起步较晚，目前各大城市还处于从单线到多线的建设 和运营阶段。这种初级发展阶段的状况对a f c 系统的建设和运营提出以下几个挑 战：一是旧线路收费系统的升级改造问题；二是由于各线a f c 设备来自不同供应 商导致备品备件的专有化和运营成本高的问题；三是面对大城市地铁与其它公交 形式联网运营的大趋势；四是如何解决多个售检票系统互联互通，实现a f c 系统 功能的适应性和扩展性问题。这些问题都需要依靠建立统一线网a f c 系统的技术 标准来解决。随着不同新线建设并投入运营，如何统一a f c 系统的技术标准，实 现各线之间联网运营的问题变得日益突出。国内城市也开始纷纷尝试制定地方性 标准规范； 国内广州、上海地铁公司科研部门率先围绕各自地铁项目已经制订了相应的 地方性a f c 标准，北京、南京地铁公司在形成多线运营、成立清分中心后采取自 主开发或合作开发等形式也在制定线网a f c 标准；新建地铁城市如成都、重庆等 纷纷未雨绸缪，在清分中心及线路 f c 系统建设前，已经着手准备起草线网a f c 标准。随着近几年城市轨道交通的快速发展， f c 系统的建设和运营已逐步进入 规范化和标准化时代，越来越多的城市开始重视线网a f c 标准的制订，很多刚开 始规划建设地铁项目的城市已经将线网标准作为a f c 系统建设的制高点和关键 部分重点研究。 1 4 线同a f c 标准国内研究动态 从标准制定的深度和效果来看，各个城市都是由浅入深，逐步深入，历经数 2 釜二主笙丝 版，最终趋势是将地方线网a f c 标准制定为可操作性强，接口标准描述详细，技 术细节披露完全的技术文本。如北京，在形成线网a f c 标准初稿后，为了更好的 指导新线建设，便于新线接入测试，在第一版基础上，重新召集各方，封闭讨论 数月，细化线网标准内容，从而保证了线网a f c 标准内容的细致和准确。 从标准制定的范围看，目前国内标准制定的最新成果需要包括a f c 业务标 准、a f c 技术标准、a f c 检验测试标准三大类；本文主要讨论a f c 技术标准。 从标准制定的定位看，由于线网a f c 标准与很多地方法律法规、票务政策、 百姓生活习惯、a f c 设备产品特点有关，具有明显的地域特色，所以这些决定了 线网a f c 标准只能是地方性标准规范，不会推广至全国，所以从节约标准制定的 成本来说，不需要将地方标准制定成兼容并蓄，包罗万象的万花筒。地方标准要 针对本地特点，制定详细标准。 1 5 线网a f c 标准研究基础 苏州轨道交通有限公司具有独立的a f c 系统测试平台，完整的实验环境，包 括整套a f c 终端设备、车站、线路、中央、清分系统；有相应的a f c 系统开发环 境，具备了独立开发软硬件的工具和平台。公司于2 0 0 8 年通过方案比选请广州 地铁运营公司a f c 研发中心作为线网a f c 技术标准制定的咨询牵头方共同协助制 定线网a f c 标准。 1 6 课题研究内容和目标 苏州轨道交通线网a f c 标准包含的内容： 基于轨道交通线网运营的a f c 标准主要应该包含技术标准和业务标准两大 部分。 a f c 业务标准主要内容包括：a f c 系统运营规则及票务规则等。其中，a f c 系统运营规则又包括清分清算标准及管理流程、票制、票种、金额乘次、计费 方式管理、运营参数及文件管理标准、车站运营模式及流程、运营r 、运营时间、 维修管理流程、r a m s 管理流程等。票务规则包括：票卡库存及调配管理流程、 票卡编码管理流程、黑名单管理流程和一般车票处理流程等。 a f c 技术标准主要内容包括：包含但不限于：a f c 系统结构体系，基本数据 3 东雨大学硕1 ：学位论文 及应用数据技术要求，系统及设备的技术要求，编码规则，规范数据交换格式， 票卡和读写器技术要求，系统设计标准等。 本文主要研究a f c 技术标准，具体研究内容如下： l 、定义a f c 系统的整体五层架构结构体系。 2 、根据a f c 系统结构体系、基本数据及应用数据的技术要求，清晰地描述各层 次数据接口，包括数据接v i 定义、数据交换格式、通信传输接口、通用流程设计 等。 3 、制定读写器和票卡方面的技术标准等。 4 第- 二章a f c 系统技术标准概述 第二章a f c 系统技术标准概述 2 ia f c 系统的五层结构 整个国内轨道交通线网的a f c 系统一般采用五层架构：第一层为城市轨道交 通票务清分系统( c c h s ) ，第二层为线路中央计算机系统( l c c ) ，第三层为车站计 算机系统( s c ) ，第四层为车站售检票设备( s l e ) ，第五层为车票。车站售检票设 备又包括自动售票机( t v m ) ，半自动售票机票房售票机( b o m ) ，自动检票机( a g m ) ， 充值机( a v m ) 等。 五层架构的设计主要基于系统硬件的处理类型及功能定位。第一层清分系统 ( c c h s ) 为线网中心的服务器，主要处理各条线路的票务收益、客流的清分清算、 线网内设备的监视；第二层线路中央计算机系统( l c c ) 为具体线路的服务器，主 要处理线路内的票卡、客流、收益、设备的监控管理；第三层车站计算机系统( s c ) 为某个具体车站的服务器主要负责管理车站级的数据和设备信息；第四层车站售 检票设备( s l e ) 是车站的终端设备，实现具体售票、检票功能；第五层车票是乘 客使用的物理载体，记录乘车信息。 a f c 系统标准涉及到a f c 系统的各部分，它与各层次间的关系如下图所示。 5 东南大学硕上学位论文 i a f c 涪分清算管理中心( c c h s )囊 卜、 爿 。1 1 - 。目月。昂7 乒。 。、。“。， l ； a f c j ! v j 一 m m n “l 如“一“_ _ 一 i | 击 技 入 一一_ 一 易 术 。爿 线路中央计算机系统( l c c ) 睡 标 ，； 川獭一l 。一 准 ： 车站计算机系统( s c ) 隹 ， 川配一，新“女一觚一一。1 “删一学一找 a f c 终端设备s l b l 卜 i 麓 g a t l t v m l b o m l a v m l ill ； 入1 车票( 单程亲、储值票) 窭 y 图1 、a f c 技术标准与各层设备的关系 2 2a f c 系统五层结构下的技术标准分类 为满足a f c 系统的建设目标，制定的a f c 技术标准具体应包括如下部分： 技术规范内容 a f c 系统中的各种数据基础编对基本数据进行编码定义、系统数据文件格式进 码及数据格式 行规定； a f c 系统中各层数据间的通信文件传输：从设备上传车站系统的交易、审计、 传输方式参数等类数据； 联机报文：命令、监控事件等类数据； 数据库表复制：从车站系统到清分系统的交易、 收益类数据； 6 第二章a f c 系统技术标准概述 传输机制定义了文件传输和联机报文的传输保障机制； a f c 系统通用流程清分系统到线路系统到车站系统文件传输通用流 程定义； 车站系统到终端设备文件传输通用流程定义； 轨道交通专用票卡技术标准票卡关于电磁及通信方面的技术标准； 轨道交通读写器技术标准对读写器的机械特性、电气特性、环境、安全特 性、容量、处理速度、处理效果、生产工艺、电源、 天线及通信传输部分作标准化定义； 表1 、a f c 技术标准框架 2 3 各类a f c 技术标准的具体内容 ( 1 ) a f c 通信数据及接口技术标准 基础编码： 对a f c 系统中的各种基本数据及代码进行编码定义、对系统数据文件名进行 格式规定，包括交易文件名、收益文件名、寄存器文件名、参数文件名、f t p 审 计文件名、软件和配置文件名。对文件格式进行标准化定义。对文件中具体内容 作规范性定义。 a f c 系统中各层数据间的通信传输方式： 从设备上传车站系统的交易、审计、参数等类数据使用文件传输方式；命令、 监控事件等类数据使用联机报文传输方式；从车站系统到清分系统的交易、收益 类数据传输使用数据库复制方式。 传输机制： 定义了文件传输和联机报文的传输保障机制； a f c 系统通用流程： 清分系统到线路系统到车站系统文件传输通用流程定义，车站系统到终端设 7 东南人学硕：l 二学位论文 备文件传输通用流程定义。 ( 2 ) 轨道交通读写器和票卡技术标准： 对全线网a f c 系统内各种不同设备所使用的读写器进行统一规范和定义，主 要内容包括： 总体要求：包括上位机通信驱动和读写器底层驱动的一般要求； 生产工艺要求：对读写器的硬件加工提出整体性要求； 互换性要求：与外部接口部分，包括电源、天线及通信部分作分类要求； 技术实现要求：包括性能部分，包括物理机械特性、电气特性、环境及安全特性、 容量及处理速度、处理效果等； 软件设计要求：从功能角度划分子模块作标准化定义，确定软件的标准化工作流 程； 轨道交通专用票卡技术标准：票卡技术标准定义轨道交通全线网单程票和储值票 的技术标准，票卡技术要求包括一般特性、附加特 性、物理尺寸、电磁特性、通信传输技术特点。 8 第三章五层架构间的a f c 通信数据及接u 技术标准研究 第三章五层架构问的a f c 通信数据及接口技术标准研究 a f c 系统数据接口规范是苏州轨道交通a f c 系统技术标准的总纲，其中各层 级的系统接口标准均以此为依托，结合设备功能特性逐一展开细化。作为a f c 标 准体系的基石，其详细定义了应用于a f c 系统全局的基础代码，界定了各层级系 统、设备之间的数据交换类别、交互方式以及数据内容的详细格式。 3 1 数据类型定义 考虑a f c 系统各类数据在数据库、文本文件及消息报文传输过程中的适用条 件，对数据类型定义为如下三种： l o n g ：默认为4 字节无符号长整型，采用大端( b i ge n d i a n ) 的编码方式； s h o r t ：默认为2 字节无符号长整型，采用大端( b i ge n d i a n ) 的编码方式； b c d ：用二进制编码表示的十进制数，数据以半字节存储，半字节数据取值 范围为0 , - - , 9 ( 使用二进制0 0 0 0 - - - 1 0 0 1 表示) 。b c d 编码有很多种，本标准中使 用8 4 2 1 码，且采用大端( b i ge n d i a n ) 的编码方式。 3 2a f c 系统基础编码范围 为了对于a f c 系统内的设备及文件进行管理控制，保证线网内各系统设备以 及文件的唯一性，a f c 系统须对各种数据进行统一编码，其中包括线路、车站、 设备类型、设备i d 、设备状态代码、员工编码、交易类型代码、参数类型代码、 运营商编码、降级模式i d 等。 3 3 文件名称格式设计 交易文件、收益文件、寄存器文件、参数文件、f t p 审计文件、软件和配置 文件等系统传输文件命名需考虑文件名称在大系统全生命周期内的唯一性、易辨 识性且一致性，方便数据查询及跟踪。文件名如有冲突或命名规则不一致，将产 生数据入库的紊乱及统计的差异。为保证文件名的唯一性和一致性，文件名称的 设计从设备产生文件的特点角度出发，名称设计包含文件类型、文件所产生的具 体设备号、文件所产生的时间( 年、月、日) 、以及文件在设备上发生的流水号 9 东南人学硕：十：学位论文 几方面进行考虑，根据这几个要素能够确保文件及交易的易查找且系统唯一。 3 3 1 交易文件命名规则 交易文件名设计如下： “t + 全局设备i d ( 1 0d i g i t s ) + “+ y y y y m m d d + “ + + 5 位设备 文件流水号( 到最大值后归零) 备注： “t ”为交易文件的设计类型码 打包文件的条件为固定的时间间隔( 参数设置) 或交易记录达到一定的数量 ( 参数设置) s c 每隔一段时间将s l e 上传的交易文件打包成新的交易文件； s c 生成的交易文件名中设备类型和设备i d 依次为“0 0 ”和“0 0 0 0 ； y y y y m m d d 为运营日期 s e r i a ln u m b e r 当日生成的文件序列号，自动递增。从0 0 1 至9 9 9 。每个运 营日从0 0 1 开始记录。支持每运营日最大交易文件数为9 9 9 个。如果以检票机为 例，一分钟最多产生3 0 笔交易，5 0 笔交易打包为一个文件，一天连续2 4 小时 运营，最多也只能产生8 6 4 个文件，数据设计足够大。 例： t 0 2 0 1 0 3 0 0 0 1 2 0 0 8 1 1 1 1 0 0 1 为2 号线0 1 车站0 3 设备类型0 0 0 1 设备i d 运 营日为2 0 0 8 1 1 1 1 产生的第1 个交易文件； t 0 2 0 1 0 0 0 0 0 0 2 0 0 8 1 1 i i 0 0 1 为2 号线0 l 车站s c 运营日为2 0 0 8 1 1 1 l 产生的 第1 个交易文件； 3 3 2 收益文件命名规则 收益文件文件名如下： “a ”+ 全局设备i d ( i od i g i t s ) + “ + y y y y m m d d 2 4 h h m i s s + “+ 设 备流水号( 5 位) l o 第三章五层架构问的a f c 通信数据及接u 技术标准研究 备注： “a 为交易文件的设计类型码 y y y y m m d d 2 4 h h m i s s 为文件生成时间： 设备流水号为设备生成收益文件的序列号，一直累加，到最大值后变为 0 0 0 0 1 。 例： p 0 2 0 1 0 3 0 0 0 1 2 0 0 8 1 1 1 1 1 0 1 5 2 0 0 0 9 8 1 为2 号线0 l 车站0 3 设备类型0 0 0 1 设 备2 0 0 8 - 11 - 1 11 0 ：1 5 ：2 0 产生的收益文件，其流水号为0 0 9 8 1 ； 3 3 3 寄存器文件命名规则 寄存器文件文件名如下： “r ”+ 全局设备i d ( 1 0d i g i t s ) + “+ y y y y m m d d 2 4 h h m i s s + “ + 设 备流水号( 5 位) 备注： y y y y 枷d d d 2 4 h h m i s s 为文件生成时间； 设备流水号为设备生成寄存器文件的序列号，一直累加，到最大值后变为 0 0 0 0 1 。 例： r 0 2 0 1 0 3 0 0 0 1 2 0 0 8 11111 0 1 5 2 0 0 0 9 8 1 为2 号线0 1 车站0 3 设备类型0 0 0 1 设 备2 0 0 8 - 11 - 1l1 0 ：1 5 ：2 0 产生的寄存器文件，其流水号为0 0 9 8 1 ； 3 3 4 参数文件命名规则 “p r m + 参数代码( 4d i g i t s ) + “+ y y y y m m d d 2 4 h h m i s s + “ + s e r i a ln u m b e r ( 2 d i g i t s ) 备注： 参数文件名中的时间为参数生效时间； 当参数生效时间大于当前运营日时间时参数为未来版本参数： 备注： f t p 审计文件内记录了收到下层设备传上来的文件名及文件大小，用来保证 文件的可靠传输； 例： f t p o l 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 8 11 1l 为c c h s 针对1 号线l c c 生成的运营日为 2 0 0 8 1 1 1 1 的f i p 审计文件； f t p o i o l 0 0 0 0 0 0 2 0 0 8 1l ll 为l e c 针对l 号线0 l 车站s c 生成的运营 日为2 0 0 8 1 1 1 1 的f t p 审计文件； f ，r p 0 1 0 1 0 5 0 0 0 1 2 0 0 8 1 1 1 1 为1 号线o l 车站s c 针对本站0 5 类型设备、 设备i d 为0 0 0 1 的设备运营f 1 为2 0 0 8 1 1 1 1 的f t p 审计文件； 3 3 6 软件和配置文件命名规则 “s + 软件和配置文件代码+ 厂商编码+ 设备型号编码+ “+ y y y y i 删i d d + “ 4 - s e r i a ln u m b e r ( 2 d i g i t s ) 3 4 文件结构标准 文件的结构需要包含文件类型、生成关闭时间、文件产生的相关信息、加密 信息等，定义了统一的文件格式，方便文件信息的传输与解读。 1 2 第三章五层架构问的a f c 通信数据及接u 技术标准研究 以交易文件结构为例，简单描述文件定义，其他文件依次定义： 结构编 字段结构体名称类型长度( 字 备注 号节) h e a d e r 0f ile h e a d e r t a g f ile h e a d e r t a g _ t文件类型 1f il e c r e a ti o n t i m es z a f c tim e 6 4 t文件生成时间 2f 订e c l o s e t i m es z a f c tim e 6 4 t文件关闭时间 3l i n e i d l in e i d t线路编号 4s t a t i o n i ds t a ti o n i d t车站编号 5f i l e s ns nt文件序列号，即 文件名的后缀部 分 6s l e m e ss a g e s s l e m e s s a g e t交易数据组 详细定义见后续 章节 m d 5 值 7m d 5 v a l u e m d 5t整个文件的m d 5 码 备注： 1 、将数据打包成交易文件的条件：时间间隔达到参数设定值或者交易记录条数 达到参数设定值； 2 、s l e 将交易记录打包成文件并上传给s c ； 3 、l c c 收到交易文件后将文件解包并剔除完全重复的交易数据后打包成文件并 上传给c c h s ； 3 5 数据内容格式设计 交易数据、收益数据、参数数据、f v r p 审计数据等都采用x d r 数据格式编码， 采用此数据格式方便阅读，容易跟踪数据内容，与二进制数据格式相似，比x m l 数据格式耗用系统资源小，所以选用此格式作为标准格式。 下面以交易格式通用结构定义为例，简单描述，其他数据依此格式设计： u n i o ns l e m e s s a g e ts w i t c h ( f il e h e a d e r t a g _ tt r a n s a c t i o n t a g ) c a s ef i l eh e a d e rs j tt r a n s a c t i o n ： s t r u c ts l e s j t u d m s gt s j t u d ： c a s ef i l eh e a d e rs vt r a n s a c t i o n ： s t r u c ts l e s j t u d m s gt s v u d ： c a s ef i l eh e a d e ry k tt 融州s a c t i o n ： s t r u c ts l e s j t u d m s gt y k t t u d ： c a s ef i l eh e a d e rf i n a n c e ： s t r u c ts l e f i n m s gt f i n ： c a s ef i l eh e a d e ra u d i tr e g i s t e r ： s t r u c ts l e a r m s gta r ： c a s ef i l eh e a d e re v e n t ： s t r u c ts l e e v t s m gt e v t ： 东南大学硕i ：学位论文 3 6h f c 系统各层数据之间传输方式 在a f c 系统五层架构之间采用下述三种调用接口设计实现子系统间的信息 交互，即三种数据传输方式：联机报文、数据库复制、文件传输。三种调用接口 描述如下： 3 6 1 联机报文接口 联机报文接口采用同步接口方式，原则上仅用于实时响应要求高、传递数据 量很少且传递数据的可靠性要求不高的情况。 联机报文接口主要应用于( 但不仅限于) 下列场合： 需要对用户操作实时相应的情况：如用户查询、用户对系统运行状态的控制 等； 需要向外部系统发送控制命令、文本消息； 需要向其它子系统发送控制命令。 各层级消息报文通信( 联机报文) 接口可以采用通信中间件通信或者s o c k e t 通信方式实现。 通信中间件作为信息交换产品，广泛应用于各大i t 系统内部异地交易交换、 中间业务系统、应用系统、全国及省市交换中心系统等大型计算机应用系统中。 并形成一些列基于成熟中间件产品的软件和应用插件。 通常所指的s o c k e t 通信协议是在传统的7 层抽象网络模型中，基于传输层 t c p i p 协议的上一个抽象层通信协议。每一抽象层建立在第一层提供的服务上， 并且为高一层提供服务。 t c p i p 参考模型为t c p i p 协议的定制而成。其中i p 协议只关心如何使的 资料能够跨越本地网络边界的问题，而不关心如何利用传输媒体，信息如何传输。 整个t c p i p 协议负责解决信息如何通过多个点对点网络链路顺路传送数据。而 t c p 负责将i p 数据包进行排序并进行错误检查，同时实现虚电路间的连接。t c p 数据包中包括序号和确认，所以未按照顺序收到的包可以排序，而损坏的包可以 1 4 第三章五层架构间的a f c 通信数据及接口技术标准研究 被重传。t c p 将它的信息发送到更高层应用程序，比如：s o c k e t 通信协议。 所谓s o c k e t 通常也被称作“套接字 ，用于描述i p 地址和端口，是一个通 信链路的句柄。上层应用程序可通过“套接字”向链路发送或接收消息数据。操 作方式类似对于流文件的读取。 消息中间件 s o c k e t 优点1 上层应用只考虑业务实1 基于底层通信协议， 现，使用简单无需其他类库支持 2 可扩展性强，支持不同2 标准协议，支持各种 平台平台及开发语言 缺点1 需要额外采购1 需要上层应用实现具 体通信方法 2 控制方式有产品决定， 上层应用无法扩展2 协议封装层度较低 表2两种通信方式比较 考虑到a f c 系统中的五层架构是由多个承包商开发的系统一起构成的，多个 不同系统间需要保证兼容，为了便于调试，减少中间软件环节，避免工程界面的复 杂化，本文对afc 系统主要通信接口设计选择采用t c p i ps o c k e t 传输协议方 式进行传输，并采用消息防重复、冲突机制。在通信过程中严格按照 c c h s - l c c - s c s l e c a r d 层级进行通信，不允许设备进行跨层级通信；在需要进 行跨层级的通信时，需要中间层对通信报文进行转发。 在c c h s l c c ( l c c s c 、s c s l e ) 通信过程中，c c h s ( l c c 、s c ) 作为服务器端， l c c ( s c 、s l e ) 作为客户端；通信使用的端口号为5 0 0 0 ( 可通过设备配置文件配置) 。 3 6 2 数据库表接口 数据库表接口为异步接口方式，对所有传送数据量大且可靠性要求高，或者 不允许丢失的交易数据都必需采用这种方式运行。 数据库表接口主要应用于( 但不仅限于) 下列场合： 一 变堕盔堂堡：兰兰篁堡苎 交易数据、参数数据、对帐数据等在清分中心计算机系统、线路计算机 系统各自内部需要传输时使用。 数据库表接口定义需满足下列要求： 1 ) 、明确给出数据库表的s c h e m a 定义： 2 ) 、按子系统说明数据库表的访问权限，并在数据库物理部署时实现相 应的访问权限控制； 3 ) 、原则上作为接口的数据库表中数据插入后不允许做修改( 特殊说明 的除外) ，不允许删除( 除数据清理外) ，并在数据库物理部署时实现相应的 访问权限控制； 4 ) 、数据接收方可利用数据库提供的触发器机制触发对数据的处理，但 是所有触发器定义必需在接口定义中说明； 5 ) 、数据接收方需保证触发器动作的实现效率，并且在触发消息丢失( 在 系统容错、容灾切换发生等原因) 的情况下能够提供相应的自动或手动机制 恢复正常处理状态： 3 6 3 文件传送接口 文件传送接口为异步接e l 方式，可靠性较低，不支持f a i l o v e r 、系统容灾， 原则上仅用于实时性要求低、传递数据量很少且传递数据的可靠性要求不高的情 况。 在a f c 系统中绝大多数数据考虑采用文件方式传输。通过文件传输加上一 定机制审查保证文件传输的完整，耗用资源小，可以满足a f c 主要数据的传递 要求。 文件传送接口主要应用于( 但不仅限于) 下列场合： 参数文件、对账文件、可疑账文件、制卡结果文件、票卡调配文件、交易文 件、收益文件、寄存器文件。 文件传送接口通过f t p 传输协议实现。 根据对五层架构之间的具体研究，制定如下针对性的标准规范： 1 6 第三苹五层架构问的a f c 通信数据及接【j 技术标准研究 s c l c c c c h s 间交易数据、收益数据、寄存器数据、参数等数据以文件 方式通过f t p 协议进行文件传输，其它数据通过消息报文传输。 s l e s c 问交易数据、参数通过f t p 协议进行文件传输，其它数据通过消息 报文传输。 消息传输协议包含了消息报文格式、可靠传输方式、普通传输方式、链路测 试、可靠消息传输机制。 文件传输机制包含了车站计算机( s c ) 和线路计算机( lcc ) 之间的f tp 连接；线路计算机( lcc ) 和清分中心( cchs ) 之间的ftp 连接； 离线数据传输。 3 7 传输机制 3 7 1消息报文( 联机报文) 数据通信传输机制 下： 本文为a f c 系统中的消息报文数据传输设计了可靠数据传输机制，具体如 ( 1 ) 消息报文数据传输的一般方式 s e n d e r r e c e i v e r 图2 数据传输方式 上图表示了可靠传输方式的两种常见情况。左图是表示了s e n d e r 不断向 1 7 查塑盔堂堡土堂竺丝苎 r e c e i v e r 发送数据、而此时r e c e i v e r 没有数据要发送的情况。右图表示了在某 些情况下，s e n d e r 不断向r e c e i v e r 发送数据、而此时r e c e i v e r 也向s e n d e r 发 送数据的情况。s e n d e r 可不断向r e c e i v e r 发送数据，但只有当收到应答后才表 示该数据包被r e c e i v e r 处理，在没有收到应答的情况下需要对该数据包重发。 ( 2 ) 链路测试 在一个会话中，任何一方在5 秒( 由配置文件配置) 内没有收到任何的消息， 那么它就启动一个链路测试过程。在这个过程中，发起测试的一方最多发送3 个 l i n kr e q u e s t 消息到对方。这3 个l i n kr e q u e s t 消息的发送时间间隔就是 t i m e o u t 值。如果在