大数据时代下的城市轨道交通AFC系统运用案例分享

系统介绍

AFC（Automatic Fare Collection）自动售检票系统是基于计算机、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，包含清分系统（ACC）、线路中央计算机系统（LC）、车站计算机系统（SC）、车站终端设备（SLE）及票卡媒介5大部分。层次结构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。

图1：AFC系统总体结构图

系统需求

1. 高可靠性、高可用性需求

 由于数据网需要提供7×24小时不间断的服务，系统的高可用性和高可靠性是一个非常重要的目标，包括考虑网络设备及线路的冗余，如VRRP,冗余环网等，平均无故障时间（MTBF>300000h）、停机成本等方面。

2. 先进性需求

 网络设备需适应AFC系统的发展特点及网络通讯设备的发展趋势，在主机选择、网络结构设计、网络设备结构配置、网络管理方式等方面需要具备一定的先进性。

3. 高性能需求

 网络结构采用接入层、汇聚层、核心层多层结构，可在一定程度上提高网络的扩展能力。

4. 安全性需求

 由于AFC系统涉及资金交易数据的传输，所以需要考虑保证网络安全性及数据监控审计。

5. 可维护性需求

 系统覆盖面积大，所有外场设备又是安装在环境恶劣的现场，系统的局部故障不可避免，使得系统在设计时就必须考虑其可维护性。

网络构架设计简介

图2：AFC网络系统架构总览

 核心网络选用2台三层核心骨干网路由模块化工业以太网交换机SICOM6448G。分别提供多个10/100/1000以太网接口与控制中心的服务器、工作站、打印机等设备互联；SICOM6448G提供最大4个万兆SFP接口和48个千兆以太网接口。

在每个站点配置2台工业以太网交换机 SICOM3028GPT，使用VRRP实现主备冗余。车站SC网络采用1000M以太网与接入工业级交换机组成冗余环网结构。

接入层网络采用东土接入交换机SICOM3000A系列与售票机、检票机等互连，将车站终端设备（SLE）与AFC网络联系起来。

东土解决方案

 1. DRP网络协议

 提供与网络规模无关的故障恢复时间，通过实时中断上报等机制的引入，DRP的故障恢复时间能够达到20ms以内；

 支持光纤单通检测、链路质量检测、设备健康性检测，环端口CRC错误检测等丰富链路功能；

 除支持简单环网快速自愈功能外，还能够支持相交环、相切环等复杂组网，并能够支持基于VLAN的冗余环多实例；

 提供包括温度告警、IP/MAC冲突告警、CRC告警、光功率告警、流量阈值告警等丰富的诊断功能。

2. 交换机产品

 防攻击功能，如防ARP、UDP、TCP、ICMP攻击等；

 防止非法入侵功能，如关闭高危系统服务端口、802.1X、TACCAS+、RADIUS等；

VLAN划分与隔离功能；如端口隔离、端口IP/MAC/VLAN绑定访问控制功能，如ACL；

 流量抑制及广播限制功能；

3. 网络审计设备产品

 提供网络流量检测和告警

 网络黑名单及关键事件记录

 白名单策略基线学习

 基于数据通信的网络拓扑

 旁路监控，不影响现有网络流量及通讯

图3： 安全审计平台网络架构

 4. 线路级及城市级AFC系统网络管理解决方案

 线路级网络管理软件可以通过SNMP协议实现SC、LC侧的网络交换机管理，显示当前线路网络交换机的拓扑情况并能够实现故障告警监测，端口流量检测及历史告警记录分析等。

KyVision支持北向接口(Corba)，方便集成商通过该接口采集数据，并将网络管理数据集成在统一的系统监控软件中，省去独立查看网管软件的麻烦。

图4：KyVision软件界面

 基于分布式通讯，B/S架构的支持多达20000个网络节点的管理的综合网管软件KyView2.0，可以将整个地铁线路的AFC系统网络全部管理起来，实现城市AFC网络的集中统一管理，达到降本增效。

图5：KyView2.0软件管理架构

图6：KyView2.0软件管理界面