自动售检票系统的可靠性研究与应用

1、自动售检票系统的可靠性研究与应用    摘要：介绍AFC系统可靠性的定义和标准，从系统硬件、软件、网络、终端设备、AFC与外网的接口等多个方面进行针对性的可靠性设计。结合运营管理中存在的问题，进行可靠性设计的经验总结，为其他轨道交通AFC系统的设计提供参考。 关键词：轨道交通；AFC系统；可靠性；设计 自动售检票系统(AFC)是基于计算机、通信、网络和自动控制等技术，实现轨道交通售票、检票、计费、收费、统计、清分和管理等全过程的自动化系统。由于AFC系统需要承载所有轨道交通的运营财务数据，并与城市一卡通、轨道交通清分中心系统等多个系统互联，因此AFC系统

2、也成为轨道交通中的准财务系统。由于与运营收入息息相关，是轨道交通收益的主要来源，因此如何保障系统的可靠、设备的稳定和数据的安全是AFC系统的设计重点。 1AFC系统可靠性设计定义 AFC系统可靠性应由两部分组成：(1)设备的固有可靠性，(2)设备的使用可靠性。固有可靠性是设备可靠的基础，主要是从设计、制造等方面进行有效的控制，以保证制造出来的设备达到要求的可靠性等级。使用可靠性则是从使用入手，保证和提高设备的可靠程度，使其能满足整机系统的可靠性要求。本文主要讨论如何提高AFC系统设备的固有可靠性。 AFC系统的可靠性要求可以分为针对AFC计算机系统层面(包括中央计算机级，车站计算机级)和车站现

3、场设备层。其可靠性指标要求和考核方式有所不同。AFC计算机系统层面主要设备为计算机、网络及数据存储设备，其固有可靠性和使用可靠性差别不大，一般其设计指标为：MTBF30000h、MTTR10min。AFC系统的现场设备中，自动售票机固有可靠性指标为MCBF70000、MTTR30min，闸机固有可靠性指标为MCBF100000、MTTR30min。使用可靠性则可结合已运营线路的经验值和运营管理需要提出较为合适的指标。 2AFC系统可靠性设计 21系统的硬件软件、数据存储可靠性设计 系统的可靠性在硬件上主要依靠冗余的系统设备来保障，如在清算中心、线路服务器都设计了双机热备系统，清算中心、线路、车

4、站服务器、自动售票机的数据盘都使用磁盘镜像RAID1或者冗余磁盘阵列(RAID5)的数据保护技术，以保证单个硬盘故障时可以进行数据恢复，整个财务和交易数据采取异地备份。此外，清算中心和车站可以采用综合布线系统和AFC集中供电方式提高系统的可靠性，车站紧急按钮供电通过双电源冗余设计保证电力的可靠供给。系统的可靠性在软件上通过开发商提供的程序，应用服务器间功能的相互支持、合理的网络结构规划、成熟稳定的数据库软件和操作系统共同支持。目前，清算中心和线路服务器广泛采用UNIX和Windows2005Server操作系统，数据库软件采用Oracle、SQLServer2005和Sybase等，操作终端采

5、用Windows2000或WindowsXp系统，这些较为成熟的技术在软件上保障了系统的可靠性。 22AFC系统的高可靠组网方案 AFC系统数据量不大，但要求网络可靠性高，整体网络方案设计以双星为主，在线路中心放置两台高可靠的交换机，并运行VRRP热备协议。车站汇聚交换机以FE接口接入到MSTP平台，为保障车站网络的安全，车站汇聚交换机和接入交换机之间以光纤链路互联。线路服务器、清算中心等关键部门则以双归方式与核心交换机互联。 23提高外部系统可靠性的考虑 由于考虑AFC系统需要与城市通卡清分系统、轨道交通清分中心系统等外部网络系统相连，所以防止可能出现的非法入侵、病毒感染，保证系统的安全，确

6、保公司收益的可靠显得异常重要。具体设计内容包括系统数据的可靠传输、票卡数据的安全和防止病毒感染等。系统数据的可靠传输需要考虑数据传输的安全性，系统口令不能被窃取，传输的加密交易要防止被非法获取和解密。设计时可以采用系统登陆用员工卡和口令相结合的方式，以及指纹识别等方式，通信数据加密，密钥定期升级。票卡数据的安全主要包括票卡数据不能被破解或损坏，防止非法票卡进入本系统票务流程等。对应的设计方案包括在票卡的选型和使用方式上采取预防措施。系统防病毒的设计主要通过防病毒软件的病毒库和防火墙的定期更新、严格把控安全生产管理制度来实现。 24系统终端设备的可靠性设计 自动售票机、闸机采用体积小、能耗小、重

7、量轻、高安全、高可靠、高稳定的嵌入式工业计算机作为工控机，在自动售票机里设计有风扇以降低设备温度，滤网以防止车站中尘土对设备性能的影响，所有电器元件电容电感均选择工业级电子元件。设备内部布置小型UPS，以备断电时继续为交易存储供电。设备的可靠性设计也可以借助模块分析法确定设备可靠度，加强关键模块的安全设计以整体提高系统可靠度。如自动售票机，其物理模块框图如图1。 针对在实际使用过程中纸币模块、硬币模块故障率相对较高的情况，考虑将系统逻辑框图中纸币模块和硬币模块由串联方式改变为并联方式进行设计，两模块中任一模块故障均不影响售票，保证工作效率，也提高了整机的可靠度；电源对于整个售票机的重要性不言而

8、喻，为了提高其可靠性，将电源与UPS也作并联处理。另外，由于售票过程涉及金钱和票卡，为高度安全的金融设备，整个交易过程具有独立性与秘密性，故其他部分全部采用串联设计，各重要部件的可靠度指标均可由AFC系统分配的大指标根据逻辑框图推算出。 其整机逻辑框图如图2。 3AFC系统可靠性设计经验 AFC系统可靠性建设经验主要包括：采用成熟技术；采用同有可靠性高的部件和工业级设备；网络和计算机系统层采用冗余结构，具备容错技术；采用成熟稳定的数据库、操作系统以及应用系统软件；尽量采用国产设备、减少设备内部组件接口；安全监控；管理安全制度健全，经常进行安全教育，提高员工安全生产意识，增强工作责任心。 4结束语 日前，可靠性设计越来越受到人们的关注。AFC系统对可靠度有着更高的要求。我们应努力将可靠性的设计理念贯穿于整个系统的设计过程中，力争建设一个高可靠的AFC系统。 参考文献： 【l】黎江轨道交通自动售检票系统RAMS设计【j】都市快轨交通，2008(2) 【2】张挺自动售检票系统的可靠性、可用性、可维修性及