云計算技術(shù)在地鐵自動售檢票系統(tǒng)中的應用

譚雪嬌

（東莞市軌道交通有限公司，廣東 東莞523073）

1 引言

基于現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的需求，云計算技術(shù)應運而生。該技術(shù)以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為載體，以用戶實際需求為前提為用戶提供互聯(lián)網(wǎng)訪問服務，并在運行過程中經(jīng)過用戶的授權(quán)后，能夠以互聯(lián)網(wǎng)為紐帶直接進入資源共享池中，從而實現(xiàn)對相關(guān)共享資源的使用。云計算技術(shù)自誕生以來，經(jīng)過短短幾年的發(fā)展，已被廣泛應用于地鐵自動售檢票系統(tǒng)中，且取得了明顯的成效。

2 云計算技術(shù)的特點

根據(jù)相關(guān)領(lǐng)域?qū)τ谠朴嬎銠C技術(shù)的反饋，可以發(fā)現(xiàn)云計算技術(shù)主要具有以下3 方面特點：

1）規(guī)模大。由于云計算技術(shù)本身以互聯(lián)網(wǎng)為依托來實現(xiàn)運行，因此，其具備了互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)特點，例如，目前具有代表性的谷歌云計算、阿里巴巴云計算等。這些云計算都擁有數(shù)量不等的服務器，讓云計算技術(shù)可以為不同的用戶提供強大的計算服務。

2）虛擬化。云計算技術(shù)的重要載體是互聯(lián)網(wǎng)，所以，其不受時空的影響。具體來說，只要有網(wǎng)絡(luò)，用戶就可以獲取相關(guān)服務。同時，云計算技術(shù)中的“云”不僅可以提供龐大的存儲空間，且并不是有形的實體，所有的計算都在“云”中運行，而用戶并不需要對相關(guān)應用的具體運行位置進行一一了解，只需要終端設(shè)備在互聯(lián)網(wǎng)的支持與服務之下，即可完成相關(guān)的計算任務[1]。

3）可靠性。云計算技術(shù)運用了多種技術(shù)措施，如數(shù)據(jù)副本容錯、計算節(jié)點同構(gòu)等，這些措施確保了所提供服務的可靠性。

3 云計算技術(shù)在地鐵自動售檢票系統(tǒng)中應用的重要性

地鐵自動售檢票系統(tǒng)作為整個地鐵運營管理的重要組成部分，不僅要面對乘坐地鐵的乘客，還涉及地鐵的日常管理工作。由此可見，地鐵自動售檢票系統(tǒng)與地鐵的運營、發(fā)展以及經(jīng)濟效益有密切的聯(lián)系。也就是說，通過注重云計算技術(shù)在地鐵自動售檢票系統(tǒng)中應用的研究，不僅可以解決傳統(tǒng)自動售檢票系統(tǒng)工作中的各種問題，還能降低自動售檢票系統(tǒng)在建設(shè)與運行過程中的成本，對推動地鐵的穩(wěn)定運行與發(fā)展有重要意義[2]。

4 云計算技術(shù)在地鐵自動售檢票系統(tǒng)中的應用

4.1 地鐵自動售檢票系統(tǒng)

地鐵自動售檢票系統(tǒng)集成了多種先進的科學技術(shù)，主要包含機電一體化技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、通行技術(shù)等。通過該系統(tǒng)在地鐵運營中的應用，可以實現(xiàn)售票、檢票以及相關(guān)的票務管理工作的自動化與一體化發(fā)展；另外，由于該系統(tǒng)具有高效性、安全性、可靠性以及智能化等多方面的優(yōu)勢，因此，地鐵自動售檢票系統(tǒng)在地鐵運營中得到了廣泛應用。

地鐵自動售檢票系統(tǒng)主要由售票與檢票2 個管理系統(tǒng)構(gòu)成，主要包含自動售檢票（Automatic Fare Collection，AFC）系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)與應用管理系統(tǒng)。

1）硬件系統(tǒng)由自動售票機、旅客服務機、進出站閘機等組成，主要作用是為系統(tǒng)的穩(wěn)定平穩(wěn)運行提供必要的基礎(chǔ)保障。

2）應用管理系統(tǒng)則可以理解為是AFC 系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)，主要負責對地鐵售票、檢票以及票務工作的業(yè)務管理工作，不僅可以記錄車票的詳細信息，還可以準確完成票務的結(jié)算工作，從而有效提升售檢票的工作效率與質(zhì)量，在為乘客帶來良好服務體驗感的同時，全面提升地鐵整體運營效率[3]。

4.2 基于云計算技術(shù)的AFC系統(tǒng)設(shè)計

基于云計算技術(shù)的AFC 系統(tǒng)在實踐工作中又被稱之為CAFC 系統(tǒng)。其中，“C”代表云計算技術(shù)，“AFC”為硬件系統(tǒng)。為了提升系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性，經(jīng)過對相關(guān)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究與分析后，本文針對云計算技術(shù)在AFC 系統(tǒng)設(shè)計中的應用，決定采用分層結(jié)構(gòu)體系，將CAFC 系統(tǒng)分為3 個層次。

1）車票層。即CAFC 系統(tǒng)中的主要支付媒介，可完成資金的支付。

2）終端設(shè)備層。可通過終端設(shè)備層實現(xiàn)人機交互，最終完成地鐵票的售票、檢票以及驗票等重要的工作。

3）“云”層。即云計算服務運行與交付所需的軟硬件，其主要是為了實現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)信息的采集工作，以及對于信息數(shù)據(jù)的分析、處理以及管理工作。同時，“云”層強大的計算力還可以對CAFC 系統(tǒng)中的相關(guān)終端設(shè)備進行實時的監(jiān)控、維護以及管理。CAFC 系統(tǒng)具體架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 CAFC系統(tǒng)架構(gòu)

4.2.1 硬件結(jié)構(gòu)

本文在探究CAFC 系統(tǒng)開發(fā)時，主要采用了當前比較先進，應用較為廣泛的服務器/客戶端（Servers/Cilent，S/C）模式。該模式在基于地鐵局域網(wǎng)的支持下，可實現(xiàn)SLE 與云的連接，且在運行過程中不僅能完成數(shù)據(jù)傳輸，還能直接獲取相關(guān)的指令與參數(shù)。此外，由于CAFC 系統(tǒng)在設(shè)計時還運用了瀏覽器/客戶端（Browser/Cilent，B/C）模式，因此，桌面云可以為相關(guān)工作人員提供必要的基礎(chǔ)服務[4]。

具體而言，CAFC 系統(tǒng)主要由云計算中心、通行網(wǎng)絡(luò)以及車站終端設(shè)備等硬件設(shè)備組成。其中，云計算是核心部分，主要包括機架、計算機、服務器等重要部件。在實際運行過程中，CAFC 系統(tǒng)根據(jù)地鐵的實際運行情況，不僅可以完成對相關(guān)資源的合理化配置，還可以對相關(guān)工作做出具體的部署。

此外，CAFC 系統(tǒng)設(shè)計采用了多層網(wǎng)絡(luò)中最簡單的2 層結(jié)構(gòu)，主要服務群為第1 層結(jié)構(gòu)，而中間層與聚合層、交換機等則共同構(gòu)成了第2 層結(jié)構(gòu)。這一設(shè)計的目的在于在保證服務器流量均衡性的前提下，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供重要的基礎(chǔ)保障[5]。

4.2.2 軟件結(jié)構(gòu)

云計算技術(shù)在地鐵自動售檢票系統(tǒng)中的應用核心在于軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計，而軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性會直接影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性與安全性。這是因為軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包含云計算中心軟件設(shè)計、票務管理終端軟件設(shè)計、車站終端設(shè)備軟件設(shè)計3 個重要內(nèi)容。

1）云計算中心軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計。為了能夠滿足CAFC 系統(tǒng)功能實現(xiàn)的要求，軟件結(jié)構(gòu)在設(shè)計時需要分為集群級軟件與應用級軟件2 個層次結(jié)構(gòu)；集群級軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)勢是可以實現(xiàn)對于虛擬資源與硬件資源的自動化與智能化管理；應用軟件結(jié)構(gòu)主要是為了實現(xiàn)地鐵自動售檢票工作，且可以有效實現(xiàn)工作效率與質(zhì)量的提升。

2）票務管理終端軟件。票務管理終端軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是為了實現(xiàn)人機交互，這不僅可以登錄系統(tǒng)完成票務報表的記錄以及相關(guān)工作的交接，還可以有效提升工作效率與工作質(zhì)量。

3）車站終端設(shè)備軟件設(shè)計。主要是由操作系統(tǒng)與應用軟件組成。通過云計算技術(shù)的應用，除了能夠?qū)崿F(xiàn)對軟件的控制與部署的遠程化控制外，還能更好地完成系統(tǒng)的更新與升級操作。在經(jīng)過分析比選研究之后，本文的相關(guān)設(shè)計最終決定選用嵌入式Windows 系統(tǒng)和Linux 系統(tǒng)。這一選擇的主要目的是為了最大限度地減少對計算資源的占用。而在對相關(guān)應用軟件進行設(shè)計時，為體現(xiàn)出軟件的先進性，本文的相關(guān)設(shè)計采用了雙層構(gòu)架，即設(shè)備控制層與應用邏輯層。

5 結(jié)語

地鐵運輸作為現(xiàn)代城市重要的交通出行工具之一，對其加以云計算技術(shù)的應用，無論是對城市的建設(shè)與發(fā)展，還是對現(xiàn)代自動售檢系統(tǒng)的不斷改革與創(chuàng)新，都有深遠的影響與重要的意義。因此，本文以先進的云計算及技術(shù)為基礎(chǔ)，通過對自動售檢票系統(tǒng)的設(shè)計研究，提出了云計算技術(shù)在地鐵自動售檢票系統(tǒng)中的具體應用，以期實現(xiàn)地鐵穩(wěn)定運行的同時實現(xiàn)工作效率與質(zhì)量的提升，從而更好地為社會民眾的出行提供更優(yōu)質(zhì)、更便捷的服務。