轨道交通AFC系统的硬件设计研究

轨道交通AFC系统的硬件设计研究

裘新国常乐

南京熊猫信息产业有限公司

摘要：在AFC系统应用越来越广的背景下，本文先对AFC系统的总体布局进行了分析；然后详细的阐述了AFC系统的组成；最后对AFC系统中的自动售票机系统进行了硬件设计优化。

关键词：轨道；AFC系统；硬件设备；设计

AFC就是自动售票、检票系统的简称，AFC是在售票系统上融合了计算机技术、自动化技术、信息技术等多种先进技术的基础上，形成的自动售票系统。它具有效率高、准确性强、速度快的特点，能够实现无人自动售票，收费，充值等过程，给有关车站的工作人员和乘客带来了极大的便利。通常情况下，AFC系统的设备由中央服务器、自动售票机、车站计算机、半自动售票机、进出站闸机等组成，对这些硬件设备进行设计优化有利于提高AFC系统的工作效率。

1、AFC系统的总体设计

从整体上看，AFC系统包括5个层次，每一层都有其独特的功能，每一层的职责任务也各不相同，但是每层之间都相互联系，在工作上相互配合。其中，轨道交通清算系统是AFC系统的第一层，主要负责管理城市每条地铁的运营信息以及每条路线的售票情况，据此做出每条路线的运营图，并对城市所有轨道的运营路线和运营时间作出规划。中央计算机层是AFC系统的第二层，中央计算机层的任务主要是汇总AFC系统中各个站点的售票数据，经过一定程序的处理后再把这些数据传输给清算系统层。第三层是车站计算机层，它的主要工作就是负责管理每个地铁站点内的摄像头和有关设备，并且收集该车站内的售票信息传递给中央计算机层。第四层是车站内终端设备层，主要是管理车站内的电气化设备，收集整合车站内相关设备的运行数据，传递给车站计算机层。车票层是AFC系统的最后一层，车票层与乘客进行直接的接触，能够实现车票的自动售卖，另外还能实现对车票的自动检查[1]。

2、AFC系统的硬件组成

中央服务器、车站计算机、自动售票机、半自动售票机、进出站闸机是组成AFC系统的核心设备，它们的良好运行以及相互间的紧密配合对AFC系统有序的工作起着至关重要的作用。此外，AFC系统还包扩一些其他的设备，例如：防火墙、交换机、网络设备等。如图1所示：

图1：AFC系统的组成图

AFC系统的控制核心是中央服务器，中央服务器控制着所有地铁的运行，是控制地铁运营的主程序，能够收集到所有地铁运营的数据。中央服务器对地铁的运行拥有着最高的控制权和指挥权，能够根据所有路线的运行情况实时的对车次发送控制命令，进行调动。AFC系统的中央服务区在进行数据处理的能力非常强，且容错率高，能够完美的融合多种操作系统，扩展设备的功能，实现设备的精准化、模块化操作。车站计算机是AFC系统中最基本的管理单位，它的主要工作就是负责管理车站内的摄像头和有关设备，了解车站内的一切动向，并且收集该车站内的售票信息及时的传递给上级单位。

闸机负责划分车站付费区和非付费区，是两者划分的标志，它由多种原件组成，包括：主控单元、警示灯、蜂鸣器、显示器、方向显示器、车票回收装置、读写器、通道阻隔器等。在工作中，各个元件分工明确，主控单元负责记录车站客流量，当乘客进行缴费时，控制显示器会显示出扣费情况，而当出现紧急情况下还可以在车站计算机的控制下显示乘客逃离安全通道，帮助乘客的安全撤离。另外，闸机还具有自动保存数据的能力，可以自动保存最近一周的交易数据，如果乘客需要就可以申请查看。

自动售票机可以帮助乘客快速的购买车票，支持多种支付方式，为乘客免去了排队的时间，提供了极大的便利性。在车站计算机的帮助下，自动售票机还可以根据车辆运行的状态动态实现工作模式的切换，就是离线自动检测和在线自动检测模式的切换[2]。离线模式下，进行对数据的收集，然后自动保存到本地数据；在模式下，可以接受上级的控制命令，把车辆及站内情况的监控记录进行上传。

3、基于FPGA的自动售票机设计

在AFC系统中，直接与乘客进行接触的就是自动售票机，自动售票机工作的好坏直接影响到乘客的体验，进而影响乘客对AFC系统的评价。因此，必须不断对自动售票机的工作系统进行优化。主控单元、财务处理设备、票务处理设备是组成自动售票机系统的主要设备，为了完善自动售票机的售票效率和准确性，我们要对自动售票机的硬件设备进行优化，其设计原理图如图2所示：

图2：自动售票机硬件设备设计图

FPGA（主控单元）是连接其它模块的核心，直接与其它模块进行信息相互之间的传递。票务处理模块能够对地铁各个站点车票的数量和价位进行处理。票价累计模块负责统计已经售出车票的数量和总的价格。财务处理模块主要的工作就是处理乘客买票投入的现金，先是识别乘客投入现金的面值，然后由差额计算模块根据车票的价格计算出两者之间的差额，最后进行找零。

4、总结

AFC系统因其极大的便利性，已经在各个地铁站得到了广泛的应用，成为了地铁运行的重要设备。本文主要对AFC系统的主要硬件设备进行了分析，提出了自动售票系统的一些建议。

参考文献：

[1]黄婷，李小虎.轨道交通AFC系统的硬件设计[J].电子技术与软件工程，2018（04）：133.

[2]许常宜.轨道交通AFC系统专用读写器的设计与实现[D].苏州大学，2015.