北京地铁自动售检票系统技术改造的探索

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77URBAN RAIL TRANSIT

北京地铁自动售检票系统技术改造的探索

陈 楠1,李 郁2,李爱琦2,孟凡琛3,张 征3,张东辉2

(1.北京市基础设施投资有限公司,北京 100101;

2.北京全路通信信号研究设计院集团有限公司,北京 100070;

3.北京轨道交通路网管理有限公司,北京 100101) 摘要:北京地铁网络化运营格局形成,并进入更新改造阶段,提出对全网自动售检票系统进行

软件升级、硬件改造、统一全网AFC系统标准、对业务规则体系进行完善,使全网AFC系统具备灵活实施业务规则功能,并为后续自动售检票系统全网改造提供参考。关键词:自动售检票;网络化;标准化

中图分类号:U293.22 文献标志码:A 文章编号:1673-4440(2021)05-0077-06

Technical Transformation of Automatic Fare Collection System for

Beijing Metro

ChenNan1, Li Yu2, Li Aiqi2, Meng Fanchen3, Zhang Zheng3, Zhang Donghui2

(1. Beijing Infrastructure Investment Co., Ltd., Beijing 100101, China)

(2. CRSC Research & Design Institute Group Co., Ltd., Beijing 100070, China)

(3. Beijing Rail Transit Network Management Co., Ltd., Beijing 100101, China)

Abstract: Beijing Metro network operation pattern has been formed and has entered the stage of renovation and transformation. In order to meet the needs of renovation and flexible adjustment of business functions, Beijing Metro AFC system has begun to explore technical transformation, including software upgrading, hardware transformation, unifying AFC system standards, and improving business rules system, so as to make the AFC system of the whole network have the function of fl exible implementation of business rules, eliminate dependence on manufacturers, and reduce the cost of system transformation.Keywords: AFC; networking; standardizationDOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2021.05.014

1 概述

北京地铁规划始于����年,工程始建于����

年,最早的线路竣工于����年,����年开始运营。截至����年��月��日,北京地铁共有��条运营

线路(包括��条地铁线路和�条机场轨道),组成

覆盖北京��个市辖区,拥有���座运营车站、总

长��� km运营线路的轨道交通系统。

北京轨道交通AFC系统经历了�个建设阶段:基金项目: 北京市交通委员会项目(2300-G4150017.01)

铁路通信信号工程技术(RSCE) 2021年5月,第18卷第5期

78U城轨交通

RBAN RAIL TRANSIT

第一阶段在����年前,建设标准采用《ACC/AFC

系统业务规则和技术规范》(现已纳入《城市轨道交

通自动售检票系统技术规范》DB��/T����.�-����、

DB��/T����.�-����、DB��/T����.�-����)建设

开通了ACC、M�/�、M�、M�、M�(Ⅰ)、M��

(Ⅰ)、M��、八通线共计�条线路,实现了全网的

互联互通。第二阶段是����至����年,建设标

准增加了《AFC系统设计与实施规范》(现已纳入

《城市轨道交通自动售检票系统技术规范》DB��-

����)建设开通了ACC(Ⅰ)、MLC(Ⅰ)、M�、

M�(Ⅱ)、M�、M��(Ⅱ)、M��、M��、大兴、

亦庄、昌平、房山、昌八联络线等��条线路,统

一了标准读写器。第三阶段����年,建设标准补

充完善了《终端设备技术规范》和《检测规范和指

标体系》(现已纳入《城市轨道交通自动售检票系统

技术规范》DB��/T����.�-����、DB��/T����.�-

����、DB��/T����.�-����),开通了M�(Ⅱ)、

M�、M��(西段)、M��(东段)共计�条线路,

完善了AFC系统技术支撑体系。通过三阶段建设,

AFC系统相关标准和技术支撑体系逐步完善。

北京地铁长期采用单一票制,����年��月��

日,经过票制票价改造工程,告别“�元时代”,执

行新票价方案,实施计程计时票制,解决了AFC系

统长期超负荷运行,设备老化、性能降低、寿命到

期、设备设施及功能不足等问题。但由于时间紧,任

务重,仅对软件打补丁,对硬件简单扩容来满足计程

计时票制最基本需要,未解决系统存在的根本问题。

经过多年建设,北京地铁网络化运营格局已经

形成,同时步入更新改造阶段。为满足更新改造及

业务规则灵活调整的需求,����年初,北京地铁

AFC系统在实现计程计时票制的基础上,开始技术

改造的探索。

2 目标

北京地铁AFC系统技术改造工程对全网AFC

系统进行软件升级、对硬件进行技术改造,使全网

AFC系统到����年底,具备灵活调整票价方案及业务规则功能,主要包括以下内容。

对����年前非标线改造、统一标准TPU、统

一SC软件、统一接入MLC等,实现全网AFC系

统标准化,适应政府需求,支持多种优惠策略,可

灵活设置票价方案及业务规则;

完善AFC系统后台统计、管理和审计对账,提

升系统可维护性;

补充重点车站AFC终端数量,儿童�.� m免

费过闸,改善乘客购票和通行条件。

在��条运营线路上边运营边改造,既要满足

乘客使用要求,又要确保设备改造达到符合运营标

准的功能和性能。现场部署和测试难度大、周期长,

改造窗口时间短,任务十分艰巨。

3 改造范围

改造范围包括ACC、MLC、AFC检测中

心,涉及在网运行的��条线路(M�、M�、M�、

M�、M�、M�、M�(含昌八)、M�、M��、M��、

M��、M��、八通线、大兴线、房山线、亦庄线、

昌平线和机场线),���座车站,近�� ���余台设

备。新建MLC和AFC监视中心。

4 现状分析

4.1 系统软件功能不完善

�)系统软件功能不统一

北京轨道交通各层级功能和接口标准不相同。

ACC与LC间采用《北京市轨道交通ACC/AFC系

统技术规范》(现已纳入《城市轨道交通自动售检

票系统技术规范》DB��/T����.�-����、 DB��/

T����.�-����、DB��/T����.�-����)。����年前

建设线路一线一中心,从LC到TPU各层级没有统

一建设标准,软件功能和实现方式不同。����年后

建设线路,按照《北京市轨道交通AFC系统设计与

实施规范》(现已纳入《城市轨道交通自动售检票系

统技术规范》DB��-����)建设,采用大TPU,系

统接口标准,软件功能相同,但实现方式不同。标

准应用�.� 版情况如图�所示。

铁路通信信号工程技术(RSCE) 2021年5月

79URBAN RAIL TRANSIT

AFC系统非标化,存在以下问题: ����年前

开通线路集成商自行开发终端设备模块接口,各层

系统接口非标,难以适应业务规则调整;终端设备

操作流程、界面不统一,乘客使用及运营维护不便,

同时大量差异化服务带来运营成本提高。各线建设

质量参差不齐,系统功能调整严重依赖厂商,不利

于长期稳定运行。

�)系统软件安全性低

一卡通采用半脱机充值方式;累计积分业务无

防篡改保护、积分转移功能不稳定、积分异议处理

不完善; M�卡加密算法易被破解;这些隐患将给

乘客和运营企业带来重大损失。

�)参数拆分不灵活

参数不能灵活拆分,如黑名单参数更新频繁,

为减少系统负担,随其他参数每年下发一到两次。

�)AFC监视功能不完善

AFC系统成网运行,数据量大、敏感度高,目

前缺少全网运营监视平台统一监视系统设备状态、

程序版本、票价参数、异常交易等,出现问题依赖

厂商人工分析解决,整改时间长。

4.2 系统硬件能力问题

�)TPU:受技术水平发展影响, TPU分小

TPU和大TPU。小TPU在����年前开通线路使

用,需与内嵌程序配合完成交易处理。大TPU在����年后开通线路使用,可独立完成交易处理。大

TPU分低端TPU和智能TPU,低端TPU无操作

系统,不利参数升级和灵活调整优惠策略;智能

TPU带操作系统比低端TPU有优势。

�)M�、M��及机场线:开通运营时间早,主

控单元采用板卡级,处理器、操作系统内存、接口

不符合标准,不能与智能TPU兼容,终端设备内模

块多采用非标产品,并且与国外厂家合作完成,软

件修改依赖国外厂家。

�)终端设备不能满足政府要求的�.� m儿童

免费进出站要求。

�)由业务、管理和客流变化引起系统硬件能力

不足。����年底计程计时票制实施后,售补票、充

值业务成倍增加,部分车站设备数量不能满足运营

需求。售票流程增加,操作人员售票从� s每张增

加到�� s每张,设备数量不变,效率降低;部分设

备功能不完善,降低乘客满意度;票价表为纸质粘

贴,新线开通需全网更换,成本高。

5 改造方案

5.1 改造后总体架构

经过AFC技术改造工程建设AFC系统实现各

层级标准化,标准应用2.0版如图�所示。

图� �.�版标准应用Fig.1 Application of Ver.1.0 standard线路中心(LC)线路中心(LC)多线共用线路中心MLC

车站中心(SC)

车站终端设备

读写器车站终端设备

低端TPU智能TPU车站终端设备车站终端设备车站中心(SC)车站中心(SC)车站中心(SC)无统一建设标准采用厂家标准建设软件功能和实现方式不同系统接口不不标准…

…《北京市轨道交通ACC/AFC系统技术规范》

《北京市轨道交通AFC系统设计与实施规范》软件功能相同但实现方式不同系统接口标准北京市轨道交通清算管理中心(ACC)

M�/�、M�、M�、M��(I)八通线、M��、机场线M�、M�、M�、M�、M��、M��(II)亦庄、吕平、房山线、M��大兴线

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