地铁AFC系统去除SC层可行性研究

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摘要：目前国内地铁afc系统一般采用5层架构，这5层分别为车票层、SLE（终端设备）层、SC（车站计算机）层、LCC（线路中央计算机）层、ACC（清分中心）层。本文提出了一种新的思路，即不再配置SC（车站计算机）层AFC系统模式，并进行了优点和可行性研究。

关键词：AFC系统；SC层

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 01-0246-02

在地铁运营过程中自动售检票（AFC）系统发挥重要作用。AFC系统扮演着售票员、检票员、会计员的角色，实现了票务管理的高度自动化，是地铁运营收益管理的重要手段。

1 SC层在当前国内AFC系统中的主要作用

1.1 当前国内AFC系统的五层架构

国内地铁AFC系统一般采用五层架构，从底层到上层分别为：车票、车站终端设备（SLE）层、车站计算机（SC）层、线路中央计算机（LCC）层、清分中心（ACC）层。

1.2 SC层（车站计算机）在当前AFC系统中的主要作用

SC层在SLE层和LCC层间起着‘上传下达’的作用，数据以SC层为中介在SLE和LCC间传递。

SC主要作用：

（1）SC层从LCC层得到参数等控制数据，将这些控制数据下发各SLE设备，完成上位对终端设备的控制；

（2）SC层接收SLE层采集的交易数据，在本地数据库存储这些数据，并上传LCC层；

（3）SC层管理本车站的设备，并将相关数据上传LCC层。

因此，既然SC层在AFC的五层结构中并不承担实际的功能，那么是否可以去除sc层呢？我们就对这种方案的可行性进行分析。

2 AFC系统去除SC层优点

2.1 经济优势

从经济上讲，去除SC层可以减少很多设备投资。SC层的设备主要包括车站级服务器、工作站、网络设备、UPS设备，去除SC层后，车站级服务器、UPS设备都可以去除，如果每个车站都能去除这些设备，那么节省的投资将是十分巨大的。

2.2 技术优势

（1）当前AFC系统的数据传输机制。当前AFC系统的模式下，SC层在SLE层和LCC层间充当传输“二传手”。

1）SLE向SC传送数据，交易统计数据上传到SC。SC在接收后，对接收的数据进行校验，保存。

2）SC与LCC传送数据时，数据上传到LCC中。通常情况下，SC将从SLE中得到的数据打包转发LCC。当出现通信故障情况时，SC保存交易数据等待通信恢复后自动上传数据。

3）利用序列号判断SLE所上传的数据是否重复，同时发送数据的确认信息。车站SC在收到数据后会对数据的合法性进行判断，如果出现非法数据，则将数据丢弃并重新要求SLE发送该数据。如果数据没有重复并且合法，则会给SLE数据应答，设备收到应答后标记成功发送的数据，发送时通过标记来确定哪些数据没发送。

4）当出现离线情况下，车站计算机会保存至少30天的数据，一旦通信恢复通过数据是否上传过的标志，将未上传过的数据重新上传。

（2）去除SC层的技术优势

1）从上面的分析可以看到，在有SC层的情况下数据传输机制是很复杂的，这也给编程增加了很大的工作量。如果去掉SC层，从SLE层直接发送数据到LCC层，不管采取实时方式还是非实时方式，编程的工作量会减少很多。

2）在有SC层的情况下，由于从SLE层经过SC层到LCC层数据传输时间差的存在，就给数据差错增加了可能。举例来说，如果1笔数据从SLE上传到SC但未上传到LCC的时候，SC服务器的硬盘发生了故障，造成硬盘上所有的数据丢失，这就意味着处理完SC的故障后这笔数据也不能恢复。因为这笔数据在SLE的状态是已正常发送，因此SLE不会再次发送，但实际上这笔数据并未上传到LCC，这样将造成该笔数据的彻底丢失。

3 去除SC层的技术可行性

去掉SC层的优点是明显的，但在技术上是否可行呢？去掉SC层后，其上下两层的LCC层、SLE层能不能满足AFC系统要求，完成系统功能，网络能不能支持，我们将在下面分析。

3.1 SLE技术可行性

去掉SC层后，对于SLE来说区别并不是很大。只是原先SLE向SC发送交易数据，从SC获得控制数据，现由LCC完成。无论SLE采用实时方式还是非实时方式向LCC发送或接收数据，对于单一SLE来说，满足能性能要求。

3.2 LCC技术可行性

去掉SC层后，对于LCC的影响很大，LCC将直接面对数量庞大的SLE设备。以西安地铁2号线为例，全线共21个车站，去掉SC前LCC只面对21个下位车站服务器，去掉SC后LCC将面对708台SLE设备。LCC能否同时满足这么多设备的业务数据，是关键问题。

（1）LCC系统数据存储能力。LCC存储的数据应包括交易数据和系统统计数据。

1）以西安地铁2号线为例，在系统设计和规划方面，以远期高峰全日最高流量300万次交易数据，每条交易数据120个字节来计算系统数据容量。所有交易将产生3000000×120Byte/（1024*1024）=344MByte的数据。

得出9个月的交易数据存量为：

344MByte×30×9/1024=90GByte。

2）系统统计数据主要包括财务统计数据、运营统计数据、对帐统计数据、审计统计数据。以远期高峰每日300万次的交易数据，根据AFC项目已有经验计算，每日会产生750M的统计数据，36个月的统计数据存量为：

750MByte×30×36/1024=791.1GByte。

当今市场主流小型机服务器提供的磁盘阵列完全能够存储9个月交易数据和36个月的系统统计数据。同时提供足够容量的磁带，完全可以满足未来对存储能力扩充的要求。

（2）LCC系统高峰处理能力。LCC的系统高峰处理能力主要由结算/线路服务器的选型和配置决定。系统高峰处理能力是指对数据采集和信息处理的响应，与对线路客流信息分析有直接关系。

以西安2号线为例，系统设计的客流在初期高峰月日均客流总量为31.34万人次/日（每人次客流对应2次交易，单程票占50%，31.34×2+31.34×0.5=78.35万次交易量/日），根据估算，初期高峰两小时客流占到每天总客流的25%，西安地铁2号线采用的服务器的TPC-C值约为339，393tpmC，完全满足系统需要。

3.3 网络可行性

从SLE上传LCC的交易数据、状态数据，在最极端的情况下一条交易数据伴随一条状态数据共为240字节，客流量与交易数据的关系以下例说明：

假设有一万的客流量，则进、出站交易数据量为10000×2×240byte（一进一出）；购票交易数据量为10000×0.5×240byte（假设有50%的乘客使用单程票，需要在进站前购票），所以总共的交易数据量为10000×2×240byte+10000×0.5×240byte=4.8M+1.2M=6Mbyte

可以看出此类数据是需要即时、可靠传输的，而这类数据和客流量有直接关系。

由此可见现有100M/1000M以太网的链路带宽是完全满足系统要求的。

4 结束语

从上述分析为AFC系统的设计提出了新的思路，在地铁AFC系统去除SC层具有很多优点，从AFC系统产品的层面证明这种思路的可行性，从而节省投入，提高软件效能。去除SC层，不但意味着资金、人员投入的减少，还意味着能源消耗的减少，在当前建设绿色、节能、低碳新经济的大背景下，具有相当大的经济价值和社会价值。上述分析结果有待于地铁AFC系统集成商进一步的研究及实际验证。

参考文献：

[1]邓先平，陈凤敏.我国城市轨道交通AFC系统的现状及发展[J].都市快轨交通，2005，3.