《電子技術(shù)應(yīng)用》
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iFIX軟件在南京地鐵一,、二號(hào)線自動(dòng)售檢票(AFC)系統(tǒng)中應(yīng)用
摘要: 軌道交通應(yīng)用通信軌道交通計(jì)算機(jī)可靠性項(xiàng)目名稱同樣的系統(tǒng)同時(shí)應(yīng)用在:香港九廣鐵路東線,、西線印度新德里地鐵一號(hào)、二號(hào)線,、三號(hào)線泰國(guó)曼谷藍(lán)線應(yīng)用背景南京是著名古都,、歷史文化名城、江蘇省省會(huì),經(jīng)濟(jì)繁榮,文教科技發(fā)達(dá),環(huán)境優(yōu)美,地處長(zhǎng)江與京滬鐵路交匯處,是華東地區(qū)交通樞紐,。市區(qū)面積947.3平方公里,現(xiàn)有人口268萬,。
Abstract:
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項(xiàng)目名稱

同樣的系統(tǒng)同時(shí)應(yīng)用在:

  1. 香港九廣鐵路東線 、西線
  2. 印度新德里地鐵一號(hào),、二號(hào)線,、三號(hào)線
  3. 泰國(guó)曼谷藍(lán)線

應(yīng)用背景

南京是著名古都、歷史文化名城,、江蘇省省會(huì),經(jīng)濟(jì)繁榮,文教科技發(fā)達(dá),環(huán)境優(yōu)美,地處長(zhǎng)江與京滬鐵路交匯處,是華東地區(qū)交通樞紐,。市區(qū)面積947.3平方公里,現(xiàn)有人口268萬。由于南京城區(qū)范圍小,城市道路交通長(zhǎng)期處于緊張狀態(tài),。

南京地鐵1號(hào)線一期工程南起奧體中心,,北至邁皋橋,,形成南京主城區(qū)中軸線的快速交通走廊。項(xiàng)目投資概算約85億元,,線路全長(zhǎng)21.72公里,,于2000年12月開始投建,2005年9月3日正式開通運(yùn)營(yíng),。南京地鐵1號(hào)線南延線,,從安德門站出發(fā),向南途經(jīng)天隆寺站,、寧南大道站等,,最后到中國(guó)藥大站,全長(zhǎng)24.47公里,,全線將設(shè)15個(gè)站,。于2006年開工,已于2010年5月28日開通運(yùn)營(yíng),。
   
南京地鐵2號(hào)線一期,,西起河西油坊橋,東至馬群,,全長(zhǎng)25.14公里,,共設(shè)車站19座, 2號(hào)線沿途經(jīng)過新街口,、明故宮,、孝陵衛(wèi)、馬群,、漢中門,、莫愁湖、河西等重要地區(qū),。二號(hào)線將在新街口以及元通兩站與一號(hào)線交匯,。在交匯的站點(diǎn),將采用站內(nèi)換乘的方式,,使得從一號(hào)線轉(zhuǎn)乘二號(hào)線無需出站重新購(gòu)票,。南京地鐵2號(hào)線于2005年12月全面開工,已于2010年5月28日開通運(yùn)營(yíng),。

客戶需求

隨著南京地鐵的開通,,越來越多的南京人將會(huì)使用地鐵作為主要的出行交通工具,面對(duì)這種日益膨脹的乘客人流售票量,、設(shè)備運(yùn)行機(jī)械維修量,、隨時(shí)需要了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控信息量、及如何提供高品質(zhì)的服務(wù)、如何以其高度的智能化設(shè)計(jì)和應(yīng)用,扮演著售票員,、檢票員,、會(huì)計(jì)、統(tǒng)計(jì),、審計(jì)、設(shè)備維護(hù)等角色, 以GE Proficy HMI/SCADA iFIX軟件為基礎(chǔ)的AFC系統(tǒng),,以數(shù)據(jù)收集和設(shè)備控制實(shí)現(xiàn)了票務(wù)管理" title="票務(wù)管理">票務(wù)管理的高度自動(dòng)化, 使車站客流井然有序,、能準(zhǔn)確的客流及票務(wù)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)、使維修資源得以較好的利用,、使系統(tǒng)有序健康地運(yùn)行,,提高地鐵公司的運(yùn)營(yíng)形象。

解決方案

AFC系統(tǒng)的全稱是Automatic Fare Collection System,,是一種由計(jì)算機(jī)集中控制的自動(dòng)售票(包括半自動(dòng)售票),、自動(dòng)檢票以及自動(dòng)收費(fèi)和統(tǒng)計(jì)的封閉式自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
 
自動(dòng)售檢票系統(tǒng)" title="自動(dòng)售檢票系統(tǒng)">自動(dòng)售檢票系統(tǒng)(AFC)是基于計(jì)算機(jī),、通信,、網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制等技術(shù),,實(shí)現(xiàn)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)化系統(tǒng),。國(guó)外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市的軌道交通,己普遍采用了這種管理系統(tǒng),,并發(fā)展到相當(dāng)先進(jìn)的技術(shù)水平,。我國(guó)城市軌道交通" title="城市軌道交通">城市軌道交通車站的自動(dòng)售檢票設(shè)備,最初是來自外國(guó),,近年來我國(guó)已進(jìn)行了大量的開發(fā)研制工作,,提出了多種形式的產(chǎn)品,技術(shù)水平也在不斷提高,。國(guó)內(nèi)軌道交通AFC系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了從無到有的過程,,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件的發(fā)展,我國(guó)城市軌道交通AFC的技術(shù)已與城市一卡通接軌,,實(shí)現(xiàn)城市甚至城市區(qū)間的一卡通,。
 
結(jié)構(gòu)層次

城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)(AFC)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了層次劃分,共分為車票、車站終端設(shè)備" title="終端設(shè)備">終端設(shè)備,、車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng),、線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、清分系統(tǒng)五個(gè)層次,。也可以劃分為:自動(dòng)控制,、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信、現(xiàn)金自動(dòng)識(shí)別,、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)運(yùn)用,,主要由線路中央AFC系統(tǒng),、車站AFC系統(tǒng)、終端設(shè)備和車票四部分組成,。終端設(shè)備包括出/入站檢票閘機(jī),、自動(dòng)售票機(jī)、車站票務(wù)系統(tǒng),、自動(dòng)充值機(jī),、自動(dòng)驗(yàn)票機(jī)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。

層次結(jié)構(gòu)是按照全封閉的運(yùn)行方式,,以計(jì)程收費(fèi)模式為基礎(chǔ),,采用非接觸式IC卡為車票介質(zhì)的組成原則,根據(jù)各層次設(shè)備和子系統(tǒng)各自的功能,、管理職能和所處的位置進(jìn)行劃分的,。目前確定的五層結(jié)構(gòu)型式,是根據(jù)我國(guó)國(guó)情和城市發(fā)展現(xiàn)狀,,綜合考慮了軌道交通建設(shè)的特點(diǎn)(如線路多而復(fù)雜,、建設(shè)周期長(zhǎng)、多個(gè)業(yè)主單位等情況)而設(shè)置的,,具有一定的可伸縮性,。對(duì)各層次必須實(shí)現(xiàn)的功能和要求做出如下規(guī)定:

第一層———車票是乘客所持的車費(fèi)支付媒介,規(guī)定了儲(chǔ)值卡和單程票二種類型的物理特性,、電氣特性,、應(yīng)用文件組織以及安全機(jī)制等技術(shù)要求" title="技術(shù)要求">技術(shù)要求。

第二層———車站終端設(shè)備安裝在各車站的站廳,,直接為乘客提供售檢票服務(wù)的設(shè)備,,規(guī)定了車站終端設(shè)備及其運(yùn)營(yíng)管理的技術(shù)要求。
 
第三層———車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng),,在該層次中以GE Proficy iFIX軟件為核心平臺(tái),,并以C/S結(jié)構(gòu)為平臺(tái)主體,,其主要功能是對(duì)第二層車站終端設(shè)備、前端機(jī)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控,、以及收集本站產(chǎn)生的交易和審計(jì)數(shù)據(jù),,規(guī)定了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理、運(yùn)營(yíng)管理及系統(tǒng)維護(hù)管理的技術(shù)要求,。

第四層———線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng),,在該層次中以GE Proficy iFIX軟件為核心平臺(tái),其主要功能是收集本線路AFC系統(tǒng)產(chǎn)生的交易和審計(jì)數(shù)據(jù),,并將此數(shù)據(jù)傳送給城市軌道交通清分系統(tǒng),,以及與其進(jìn)行對(duì)帳,規(guī)定了對(duì)該線路的車票票務(wù)管理,、運(yùn)營(yíng)管理及系統(tǒng)維護(hù)的技術(shù)要求,。
  
第五層———清分系統(tǒng),,其主要功能是統(tǒng)一城市軌道交通AFC系統(tǒng)內(nèi)部的各種運(yùn)行參數(shù),、收集城市軌道交通AFC系統(tǒng)產(chǎn)生的交易和審計(jì)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)清分和對(duì)帳、同時(shí)負(fù)責(zé)連接城市軌道交通AFC系統(tǒng)和城市一卡通清分系統(tǒng),,規(guī)定了對(duì)車票管理,、票務(wù)管理、運(yùn)營(yíng)管理和系統(tǒng)維護(hù)管理的技術(shù)要求,。
 
監(jiān)控畫面截圖:

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖: 

GE Proficy IFIX 在AFC系統(tǒng)中主要擔(dān)負(fù):系統(tǒng)監(jiān)控和控制功能

系統(tǒng)監(jiān)控

通過車站計(jì)算機(jī)工作人員可對(duì)車站進(jìn)行不同級(jí)別的操作狀態(tài)監(jiān)控從而了解詳細(xì)情況,。在每種級(jí)別上,采用通用的顏色代碼以便迅速標(biāo)識(shí)出操作狀態(tài)(正常,、退出服務(wù),、生成報(bào)警的條件)。

1 車站的總體綜合視圖

  • 該級(jí)別的視圖展現(xiàn)了車站不同區(qū)域的綜合布局,,對(duì)布局安排則以設(shè)備類型來進(jìn)行規(guī)劃,。
  • 對(duì)每類設(shè)備均給出了總狀態(tài)信息,因此可通過觀察的第一眼而立即了解是否在車站中發(fā)生了報(bào)警事件,。
  • 在報(bào)警窗口中顯示了最近所接收的報(bào)警信息,。
  • 在該級(jí)別上同時(shí)也可得出客流情況的匯總信息。
  • 根據(jù)需要系統(tǒng)可以顯示詳細(xì)的客流信息,。

2 區(qū)域綜合視圖

  • 在該級(jí)別上,,提供了對(duì)在一個(gè)區(qū)域中一組設(shè)備的狀態(tài)即時(shí)視圖。
  • 在報(bào)警窗口中顯示最近所接收到的報(bào)警信息,。

3 設(shè)備綜合視圖

在該級(jí)別上,,提供了一個(gè)設(shè)備的主要組件的操作狀態(tài)視圖(中央處理部件、PLC,,閱讀器等),。

4 設(shè)備參數(shù)

該視圖給出設(shè)備當(dāng)前主要的操作參數(shù)清單(正常,、時(shí)間/日期免檢、進(jìn)出站次序免檢),。

5 客流數(shù)據(jù)

顯示車站中的詳細(xì)客流信息,。

本系統(tǒng)可以監(jiān)視下列設(shè)備的狀態(tài):

6 車站一級(jí)

與設(shè)備的通訊故障。

7 自動(dòng)檢票機(jī),、自動(dòng)售票機(jī),、半自動(dòng)售票機(jī)

  • 未授權(quán)的訪問
  • 授權(quán)的設(shè)備門開啟操作
  • 設(shè)備的故障或者出錯(cuò)
  • 響鈴按鈕 (自動(dòng)檢票機(jī)),如果有的話

8 自動(dòng)售票機(jī),、半自動(dòng)售票機(jī)(根據(jù)配置情況)

  • 硬幣和紙幣容器將滿
  • 車票庫(kù)存量,、票據(jù)量/預(yù)定單低
  • 車票庫(kù)存、票據(jù)量/預(yù)定量空
  • 對(duì)硬幣容器和紙幣容器進(jìn)行存取
  • 找零彈出器和找零庫(kù)存中的容量情況
  • 找零彈出器將空
  • 找零庫(kù)存空
  • 硬幣阻塞,、紙幣阻塞,、車票阻塞、票據(jù)/預(yù)定量阻塞
  • 信用卡/借記卡通訊故障

9 自動(dòng)檢票機(jī)

  • 自動(dòng)檢票機(jī)操作的方向
  • 設(shè)備故障或者出錯(cuò)
  • 出站自動(dòng)檢票機(jī)處的車票箱不在位置上
  • 在出站自動(dòng)檢票機(jī)處的車票箱將滿

控制

通過車站計(jì)算機(jī),,工作人員可將命令發(fā)往AFC設(shè)備:

1 車站一級(jí)

車站關(guān)閉/開啟命令,。

2 自動(dòng)檢票機(jī)、自動(dòng)售票機(jī),、半自動(dòng)售票機(jī)

  • 將設(shè)備或者一組設(shè)備設(shè)置在“服務(wù)/退出服務(wù)”狀態(tài)
  • 變更操作模式
  • 開始下載操作參數(shù)
  • 發(fā)送操作參數(shù)版本號(hào)
  • 開始遠(yuǎn)程診斷
  • 上傳當(dāng)前數(shù)據(jù)
  • 變更模式參數(shù)
  • 變更維護(hù)授權(quán)參數(shù)

3 自動(dòng)檢票機(jī)

  • 將自動(dòng)檢票機(jī)設(shè)置到緊急放行模式
  • 對(duì)可變換自動(dòng)檢票機(jī)的操作方向進(jìn)行變更
  • 將一個(gè)選定的自動(dòng)檢票機(jī)釋放給一個(gè)通道
  • 封鎖所有的自動(dòng)檢票機(jī)或者選定的自動(dòng)檢票機(jī)
  • 為出站自動(dòng)檢票機(jī)選擇 “車票回收/返回”選項(xiàng)

實(shí)施結(jié)果

作為國(guó)內(nèi)最早的IC卡自動(dòng)售檢票系統(tǒng),,南京地鐵從開始運(yùn)行到現(xiàn)在,已經(jīng)超過三年了,。經(jīng)過幾年的使用實(shí)踐, 以實(shí)時(shí)通信高可靠性的GE Proficy HMI/SCADA iFIX 為內(nèi)核的AFC系統(tǒng),,幫助我們提高了AFC系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性,、可靠性,、實(shí)時(shí)性。其中iFIX內(nèi)置的高擴(kuò)展性的VBA功能為我們解決了地鐵AFC系統(tǒng)中很多應(yīng)用中的技術(shù)難點(diǎn),。使用AFC系統(tǒng),,使我們的系統(tǒng)更加科技化。

1) 軌道交通應(yīng)用AFC系統(tǒng)后, 車票售檢,、運(yùn)費(fèi)計(jì)價(jià)及客流統(tǒng)計(jì)均由系統(tǒng)自動(dòng)完成, 自動(dòng)化的售檢票設(shè)備取代了傳統(tǒng)的人工售檢票工作, 從而降低了售檢票人員的占用及其勞動(dòng)強(qiáng)度, 減少了企業(yè)人工費(fèi)用的支出, 又增加了運(yùn)營(yíng)收入
2) AFC系統(tǒng)對(duì)各個(gè)終端設(shè)備實(shí)行計(jì)算機(jī)化的監(jiān)測(cè)與管理, 通過中心計(jì)算機(jī),、車站計(jì)算機(jī)不僅可以對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和通信狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)地監(jiān)控, 同時(shí), 還可以將采集到的各種設(shè)備數(shù)據(jù)和客流數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確,、全面地統(tǒng)計(jì)分析, 為科學(xué)合理地制定運(yùn)輸計(jì)劃提供可靠的依據(jù),。
3) 高效的AFC設(shè)備: 使車站客流井然有序、快速通過,,減少了有意,、無意的逃票,保障了地鐵公司的票務(wù)收益,。
4) 自動(dòng)售檢票系統(tǒng): 可大大減少現(xiàn)金交易,、人工記賬及統(tǒng)計(jì)工作, 人員可精簡(jiǎn), 準(zhǔn)確率和效率較高,。
5) 維修管理系統(tǒng): 使維修資源得以較好的利用, 并可達(dá)到反應(yīng)快、修復(fù)快的效果,。
6) 準(zhǔn)確的客流及票務(wù)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù): 為運(yùn)營(yíng)調(diào)控,、市場(chǎng)營(yíng)銷、新線建設(shè)提供了科學(xué)的決策依據(jù), 也為提高服務(wù)質(zhì)量和信息處理能力創(chuàng)造了條件,。

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