【正文】 現(xiàn)軌道交通售票、檢票、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)、統(tǒng)計(jì)、管理等全過程的自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了軌道交通售票、檢票、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)、統(tǒng)計(jì)、清分管理等全過程的自動(dòng)處理，涉及到自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信、模式識(shí)別技術(shù)、微電子計(jì)算、機(jī)電一體化、嵌入式系統(tǒng)和大型數(shù)據(jù)庫(kù)管理等高新技術(shù)的應(yīng)用。地鐵AFC自動(dòng)售檢票系統(tǒng)在整個(gè)地鐵業(yè)務(wù)系統(tǒng)中占有非常重要的地位，要求所采用的設(shè)備具有很好的可靠性、開放性、穩(wěn)定性。其次，AFC系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的分布式系統(tǒng)，系統(tǒng)中涉及的各種交易數(shù)據(jù)、審計(jì)數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)和控制命令等，都需要通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在各節(jié)點(diǎn)之間傳輸。如果交易數(shù)據(jù)丟失或者損壞則會(huì)造成報(bào)表數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確，從而直接影響收益?？偠灾珹FC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)能促進(jìn)整個(gè)地鐵業(yè)務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展。AFC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理是一個(gè)不斷多元化的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)備組合，用以支持其日常運(yùn)作和實(shí)現(xiàn)其長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)。系統(tǒng)設(shè)備、管理者及使用者之間的聯(lián)系必須是親密無間的，自覺而透明的，從而具備較強(qiáng)的擴(kuò)展性。第 3 章AFC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)總體方案設(shè)計(jì) AFC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖31 AFC網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖31是整個(gè)AFC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。AFC系統(tǒng)主要采用了星型、樹型和環(huán)型相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。整個(gè)圖主要分為兩個(gè)部分，分別是中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（CC）和車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(SC)。第3章 AFC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)總體方案設(shè)計(jì) 中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（CC）圖33 中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1. 概述中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)又可分為：票務(wù)清分中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。如圖33整個(gè)中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用的是星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中各個(gè)計(jì)算機(jī)使用各自的線纜連接到網(wǎng)絡(luò)中，因此如果一個(gè)站點(diǎn)出了問題，不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。星型結(jié)構(gòu)每一個(gè)設(shè)備都使用一根雙絞線一個(gè)接口相連,因此，這種結(jié)構(gòu)有易于維護(hù)。采用交換電纜或工作站的簡(jiǎn)單方法可以很容易地確定網(wǎng)絡(luò)故障點(diǎn)。另外，通道分離，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不會(huì)因一個(gè)站點(diǎn)的故障而受到影響，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增刪方便，快捷。2. 組成中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有若干臺(tái)服務(wù)器、磁盤陣列、磁帶機(jī)、工作站、千兆交換機(jī)和路由器等局域網(wǎng)設(shè)備、打印機(jī)、不間斷電源及編碼機(jī)等組成。3. 功能(1) 收集及保存車站計(jì)算機(jī)上傳的各類有關(guān)票務(wù)、帳務(wù)、客流、車站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。 (2) 監(jiān)視和控制所有車站設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。(3) 設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)參數(shù)及系統(tǒng)運(yùn)行模式，并下達(dá) 給車站計(jì)算機(jī)和車站設(shè)備。(4) 按照設(shè)定的周期處理和統(tǒng)計(jì)收集到的各類數(shù)據(jù)，生成相應(yīng)的各類報(bào)表并打印(5)時(shí)鐘同步功能圖34 清分計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如圖34票務(wù)清分中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)各線路上送的AFC數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、分析、處理和傳送，確保實(shí)現(xiàn)各運(yùn)營(yíng)線路的獨(dú)立核算；對(duì)運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)下傳清分?jǐn)?shù)據(jù)、黑名單、費(fèi)率表等；能根據(jù)預(yù)置的程序?qū)Ω黝悆?yōu)惠政策的數(shù)據(jù)和與其他城市公共交通工具接駁的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和傳輸。圖34線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如圖35線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是線路自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的管理控制中心。線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與各車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信；可自動(dòng)采集全線路自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的交易數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)營(yíng)狀態(tài)信息，進(jìn)行財(cái)務(wù)和客流統(tǒng)計(jì)；線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能向車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)下傳費(fèi)率表、優(yōu)惠表、黑名單及其他參數(shù)和控制命令至各相關(guān)終端設(shè)備。線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將需要清分的信息上傳給清分系統(tǒng)，接受清分系統(tǒng)下傳的清分?jǐn)?shù)據(jù)、黑名單、費(fèi)率表等數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集中采集、統(tǒng)計(jì)及管理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)、收益及設(shè)備維護(hù)集中管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)本線路自動(dòng)售檢票系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備的監(jiān)控。 車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（SC）圖32 車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1. 概述如圖32車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是AFC系統(tǒng)中的重要組成部分，我們采用環(huán)形結(jié)構(gòu)連接各設(shè)備，并使用了FRP環(huán)技術(shù)，它提供以太網(wǎng)斷開后自恢復(fù)功能，其恢復(fù)時(shí)間小于20毫秒。用戶可以通過管理界面指定任意端口（包括普通端口和聚合端口）進(jìn)行組環(huán)，以提供更快的恢復(fù)速度和更高的通信帶寬。2. 設(shè)備組成車站級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備主要包括:車站計(jì)算機(jī)、監(jiān)控管理工作站，票務(wù)工作站、打印機(jī)、終端售檢票設(shè)備和車站交換機(jī)。 3. 功能收集車站設(shè)備的交易、審計(jì)寄存器數(shù)據(jù)，以及財(cái)務(wù)、故障狀態(tài)和維修數(shù)據(jù)等，并傳送到CC系統(tǒng)；儲(chǔ)存由CC系統(tǒng)下載的運(yùn)營(yíng)和設(shè)置參數(shù)；設(shè)置車站運(yùn)作參數(shù)；接收CC系統(tǒng)下傳的系統(tǒng)參數(shù)；經(jīng)授權(quán)后，對(duì)應(yīng)用在本線的密鑰進(jìn)行管理和認(rèn)證；管理車站設(shè)備網(wǎng)絡(luò)及與CC系統(tǒng)的通信等。 AFC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的選型目前在局域網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用最廣泛的技術(shù)有以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、ATM（異步傳輸模式）以及最新崛起的千兆以太網(wǎng)等。在這些技術(shù)中，千兆以太網(wǎng)以其在局域網(wǎng)領(lǐng)域中支持高帶寬、多傳輸介質(zhì)、多種服務(wù)、保證QoS等特點(diǎn)正逐漸占據(jù)主流位置。千兆位以太網(wǎng)技術(shù)以簡(jiǎn)單以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，為網(wǎng)絡(luò)主干提供1Gbps的帶寬。千兆位以太網(wǎng)技術(shù)以自然的方法來升級(jí)現(xiàn)有的以太網(wǎng)絡(luò)、工作站、管理工具和管理人員的技能。千兆位以太網(wǎng)與其他速度相當(dāng)?shù)母咚倬W(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比，價(jià)格低，同時(shí)比較簡(jiǎn)單，例如保留以太網(wǎng)的幀格式、管理工具和對(duì)網(wǎng)絡(luò)概念上的認(rèn)識(shí)。千兆以太網(wǎng)是相當(dāng)成功的10Mbps以太網(wǎng)和100Mbps快速以太網(wǎng)連接標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展。傳輸速度比快速以太網(wǎng)提高十倍，比以太網(wǎng)提高一百倍。千兆以太網(wǎng)通過載波擴(kuò)展（CarrierExtension）、采用帶中繼、交換功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及多種激光器和光纖將連接距離擴(kuò)展到從500米至3000米。如采用1300nm激光器和50um的單膜光釬傳輸距離可以達(dá)到3km。千兆位以太網(wǎng)能夠提供更高的帶寬，并且成為有強(qiáng)大伸縮性的以太網(wǎng)家族的第三個(gè)成員。利用交換機(jī)或路由器可以與現(xiàn)有低速的以太網(wǎng)用戶和設(shè)備連接起來，因?yàn)榍д孜灰蕴W(wǎng)的幀格式和幀尺寸大小等都與所有以太網(wǎng)技術(shù)相同，不需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)做任何改變。這種升級(jí)方法使得千兆位以太網(wǎng)相對(duì)于其他高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言，在經(jīng)濟(jì)和管理性能方面都是較好的選擇。 AFC系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)AFC系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊傳輸系統(tǒng)，是AFC系統(tǒng)通信系統(tǒng)最要的子系統(tǒng)，是連接行車調(diào)度指揮中心和車站、車站和車站之間信息傳輸?shù)闹饕侄?，是組建軌道交通通信網(wǎng)的基礎(chǔ)和骨干，支持當(dāng)前業(yè)界SDH、MSTP、RPR等先進(jìn)技術(shù)。AFC系統(tǒng)對(duì)通信系統(tǒng)信息傳輸?shù)目煽啃砸蠛芨咄瑫r(shí)對(duì)主備通道切換要求在50ms之內(nèi)，所以系統(tǒng)采用通道自愈環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高可靠性；系統(tǒng)業(yè)務(wù)區(qū)分為實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，系統(tǒng)同時(shí)支持實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，因此系統(tǒng)采用OTN的傳輸模式，可完全滿足地鐵的業(yè)務(wù)需求。OTN是以波分復(fù)用技術(shù)為基礎(chǔ)、在光層組織網(wǎng)絡(luò)的傳送網(wǎng)，是下一代的骨干傳送網(wǎng)。、“數(shù)字傳送體系”和“光傳送體系”，將解決傳統(tǒng)WDM網(wǎng)絡(luò)無波長(zhǎng)/子波長(zhǎng)業(yè)務(wù)調(diào)度能力差、組網(wǎng)能力弱、保護(hù)能力弱等問題。OTN跨越了傳統(tǒng)的電域(數(shù)字傳送)和光域(模擬傳送)，是管理電域和光域的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。OTN處理的基本對(duì)象是波長(zhǎng)級(jí)業(yè)務(wù)，它將傳送網(wǎng)推進(jìn)到真正的多波長(zhǎng)光網(wǎng)絡(luò)階段。由于結(jié)合了光域和電域處理的優(yōu)勢(shì)，OTN可以提供巨大的傳送容量、完全透明的端到端波長(zhǎng)/子波長(zhǎng)連接以及電信級(jí)的保護(hù)，是傳送寬帶大顆粒業(yè)務(wù)的最優(yōu)技術(shù)。 AFC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選型 交換機(jī)選型：它是構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的重點(diǎn)，承擔(dān)著數(shù)據(jù)快速率、大容量交換，大吞吐量等重任，以使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)高容量、無阻塞、高可靠的運(yùn)行，它與接入層層交換機(jī)之間應(yīng)采用新增型單模光纖連接。：為不同用戶提供接入點(diǎn)，接入層的用戶比較的多，所以選擇CISCO WSC296048TTL。交換機(jī)模塊選型見下表34所示。表34 交換機(jī)的選型設(shè)備名稱核心層交換機(jī)接入層交換機(jī)型號(hào)WSC3560E24TDSWSC296048TTL廠商CISCOCISCO產(chǎn)品類型工業(yè)級(jí)交換機(jī)智能交換機(jī)傳輸速率10/100/1000 Mbps 10/100/Mbps傳輸模式全雙工全雙工/半雙工自適應(yīng)端口數(shù)量24個(gè)50個(gè)交換方式存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)背板帶寬720Gbps包轉(zhuǎn)發(fā)率387Mpps數(shù)量24n+1（n車站數(shù)） 路由器的選型對(duì)于CC網(wǎng)絡(luò)中的核心路由器而言, 采用Cisco7206VXR企業(yè)級(jí)路由器1臺(tái), 它具備NPEG1網(wǎng)絡(luò)處理引擎模塊和6個(gè)WAN插槽。該路由器數(shù)據(jù)包處理能力可達(dá)900Kpps, NPE G1模塊上具有3個(gè) 10/100/1000M端口, WAN模塊種類繁多而提供各種WAN連接。這里我們配置了3塊 T1/E1模塊, 總共可提供 18個(gè) E1接口。車站路由器采用 Cisco的低端產(chǎn)品 2610xm, 其數(shù)據(jù)包處理能力可達(dá)20Kpps, 配備一個(gè)WAN模塊支持E1端口。所有路由器均使用OSPF路由協(xié)議, 可以很方便地將來 E1通道的擴(kuò)展。為了有效地控制車站數(shù)據(jù)流向,通過ACL配置僅允許各車站與CC進(jìn)行通信。具體參數(shù)見下表37所示。表37 路由器的選型端口結(jié)構(gòu)模塊化擴(kuò)展模塊6網(wǎng)絡(luò)管理Cisco ClickStart，SNMP產(chǎn)品內(nèi)存最大512MB網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 處理器22263或350MHz(MIPS RISC)Qos支持支持其它端口1個(gè)RS232控制端口VPN支持支持環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)工作溫度：040176。C 防火墻選型出于安全考慮，有效地防止外來的入侵，控制進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的信息流向和信息包；提供使用和流量的日志和審計(jì)；隱藏內(nèi)部IP地址及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)等，實(shí)現(xiàn)記錄攻擊，阻擋外部攻擊，包的透明轉(zhuǎn)發(fā)，過濾作用，在次方案中選擇CISCO ASA5550BUNK9防火墻，其參數(shù)見下表33所示。表33 IP地址的劃分設(shè)備名稱參數(shù)CISCO ASA5550BUNK9防火墻設(shè)備類型企業(yè)級(jí)防火墻并發(fā)連接數(shù)650000網(wǎng)絡(luò)吞吐量1200Mbps網(wǎng)絡(luò)端口8*10/100/1000,4*SFP光纖端口,1*10/100VPN支持支持安全標(biāo)準(zhǔn)UL 1950，CSA ，EN 60950 IEC 60950，AS/NZS3260，TS001其他性能IPS、以及IPSec 和SSL VPN和IPSec VPN軟件,支持防垃圾郵件、URL 阻攔和過濾,以及防網(wǎng)絡(luò)釣魚管理思科安全管理器(CSManager)，Web 服務(wù)器選型AFC網(wǎng)絡(luò)范圍廣，對(duì)服務(wù)器的負(fù)荷量要求較高。其間更涉及幾十個(gè)站之間的信息傳輸，且數(shù)據(jù)傳輸、系統(tǒng)安全、保密性都要求非常高。所以服務(wù)器不但要性能優(yōu)越，更要功能齊全。根據(jù)需要，我們將服務(wù)器分為2種類型，一種是常規(guī)運(yùn)營(yíng)所用的服務(wù)器見下表35所示，另一種是對(duì)整個(gè)AFC系統(tǒng)管理所需的服務(wù)器見下表36所示。表35 常規(guī)服務(wù)器選型品牌ThinkServer RD630 S2640 4/300AHROD基本參數(shù)產(chǎn)品類別：機(jī)架式 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：2U處理器CPU類型：Intel 至強(qiáng)E52600 CPU型號(hào)：Xeon E52640 CPU頻率： CPU核心：六核 三級(jí)緩存：15MB主板擴(kuò)展槽：2PCIE x16 3PCIE x8內(nèi)存內(nèi)存類型：DDR3 內(nèi)存容量：4GB 最大內(nèi)存容量：320GB存儲(chǔ)硬盤接口類型：SAS 標(biāo)配硬盤容量：300GB 磁盤控制器：RAID 700卡 光驅(qū)：Slim DVDRW 支持熱插拔盤位網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)控制器：雙端口千兆網(wǎng)卡，單端口管理千兆網(wǎng)卡數(shù)量8臺(tái)表36 安全管理服務(wù)器選型硬件設(shè)備數(shù)量主要作用及配置要求描述管理服務(wù)器1套運(yùn)行 UniMon 及 UniAccess 服務(wù)器端軟件，配置要求如下：工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 1U 或 2U 兩路處理器機(jī)柜服務(wù)器1． 1CPU，Xeon 主頻 Hz 以上2． DRAM : 2GB3． Hard disk 146GB2 SCSI RAID4． 10/100/1000Mbps NIC 2，要求支持 5． Display 15”操作管理終端（可選配置）2套普通 PC1． 1CPU，P4 以上2． DRAM :512MB3． Hard disk 80GB 以上4． 10/100Mbps NIC5． Display 17”GSM Modem1套GSM Modem，用于發(fā)送短信 傳輸介質(zhì)選型按照樹型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，目前AFC系統(tǒng)的應(yīng)用情況而言，AFC網(wǎng)絡(luò)承載的傳輸信息的傳輸量將會(huì)越來越大。因此主干網(wǎng)傳輸介質(zhì)必須具有承載千兆速率的能力。另外，作為戶外傳輸介質(zhì)，還需具備較好的坑干擾、可靠性、坑老化和高壽命等特點(diǎn)。然后具備上述這些特點(diǎn)的傳輸介質(zhì)目前只有光纜可滿足要求。因此AFC網(wǎng)絡(luò)的站外主干傳輸介質(zhì)，單模光纖已成為唯一的有效的選擇。它不僅具有很好的寬帶及其擴(kuò)展性，而且在坑干擾，可靠性、穩(wěn)定性和使用后壽命等方面都十分優(yōu)越，不足的只是施工難度稍大，成本較高。為此，站與站之間用多模光纖連接到網(wǎng)絡(luò)中心，其他設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)中心為了滿足用戶的使用質(zhì)量全都采用單模光纖，終端設(shè)備間互連用超五類雙絞線。 AFC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計(jì)由于AFC網(wǎng)絡(luò)規(guī)模巨大、涉及的很多，特別是骨干網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)任何的問題將導(dǎo)致很大的不良影響，因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可用性要求很高。網(wǎng)絡(luò)的冗余設(shè)計(jì)除了選擇具有冗余設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備外，網(wǎng)絡(luò)的冗余設(shè)計(jì)也十分重要，可采用兩臺(tái)核心交換機(jī)聯(lián)合接入，AFC系統(tǒng)網(wǎng)內(nèi)交換機(jī)分別用兩條線路接到這兩臺(tái)核心交換機(jī)上，即可實(shí)現(xiàn)線路的冗余。網(wǎng)絡(luò)的冗余實(shí)現(xiàn)可以通過多種方式，目前比較流行的是鏈路聚合技術(shù)和生成樹技術(shù)。在此方案中鏈路聚合技術(shù)可與生成樹技術(shù)配合使用。ospf路由協(xié)議是一種典型的鏈路狀態(tài)（Linkstate）的路由協(xié)議，一般用于同一個(gè)路由域內(nèi)。在這里，路由域是指一個(gè)自治系統(tǒng)（Autonomous System），即AS，它是指