上海2号线东延伸AFC系统接入既有线的实施方案

吴华

摘要：阐述了上海轨道交通2号线东延伸AFC系统接入既有2号线AFC中央系统的中央扩容方案、实施步骤、回退方案、系统接入及联调方案。

关键词：上海轨道交通2号线东延伸 AFC系统 接入方案

1上海轨道交通AFC系统概况

1.1AFC系统构成

上海轨道交通清分中心运营后，上海轨道交通自动售检票系统（简称AFC系统）已形成由清分中心、线路中央计算机系统、车站计算机系统、车站终端设备、车票组成的5层构架。

清分中心由清分服务器、通信服务器、历史数据服务器、系统管理服务器、发卡与卡管理系统、SAN存储设备、SAN交换机、核心交换机、外部接入路由设备等组成。

线路中央计算机系统由线路中央计算机、数据存储设备、网络设备、各种功能工作站（操作、统计、财务、票务等工作站）、打印机等组成。

车站计算机系统由车站计算机、网络设备、监控工作站、票务工作站、紧急按钮和打印机等组成。

车站售检票终端设备包括：自动售票机、自动充值机、半自动售票机、自动检票机（包括进站检票机、出站检票机、双向检票机和宽通道检票机）、便携式验票机等。

车票主要包括单程票与储值票。

1.2AFC系统功能

1）清分中心

清分中心用于轨道交通各条线路之间，轨道交通与公交系统、银行系统及其它相关系统之间的清算分帐、车票交易数据的整体处理及统计分析，同时还具有对线路AFC系统设备运营管理的功能。

清分中心统一进行相关各运营线路具有共性的票务管理；统一管理轨道交通AFC系统的密钥系统；统一管理非轨道交通发行的票卡在轨道交通系统中的数据；实现与外部相关系统的财务清算、对帐及分帐功能。

2）线路中央计算机系统

线路中央计算机系统是AFC 系统的线路管理中心。在网络化运营条件下，线路中央计算机系统接受轨道交通清分系统指令，实现所管辖线路AFC 系统的运营管理、票务管理和设备监控，上传原始交易数据至轨道交通清分系统，实现与轨道交通清分系统的清分对帐。当与轨道交通清分系统通信故障时，独立管理本线路AFC 系统的正常运行，并存储相关数据。

3）车站计算机系统

车站计算机系统是AFC 车站级管理系统。接受线路中央计算机系统指令，采集和统计站内交易数据、客流数据以及设备运营状态信息，并上传到线路中央计算机系统，监控车站终端设备的运营，根据需要启用紧急运营模式。当车站计算机系统与线路中央计算机系统通信故障时，独立管理本车站AFC 系统设备的运行，并保存相关数据。

4）车站终端设备

车站终端设备把运营数据发送给车站计算机系统，并接收车站计算机系统的指令及运营参数和黑名单，以实现售票、检票、充值、补票、查询、回收等功能。当与车站计算机系统通信故障时，应能独立工作并保存相关数据。

5）车票

车票是记录乘客乘车信息的媒介和载体，能记录车票的系统编号、安全信息、车票种类、个人信息、进、出站信息、金额、有效期、历史交易记录等信息，与车站现场设备共同完成售票、检票功能。

22号线既有线概况

2.12号线既有线工程概况

2号线是上海市轨道交通网络中构成线网主要骨架的四条市域线之一，是一条东西向的直径线，连接青浦、虹桥机场、市中心、浦东国际机场和铁路浦东客站。

2号线一期工程自中山公园站至张江高科站。全线贯通长宁、静安、黄浦及浦东新区四个城区。线路总长19.2km（地下线17.324km,高架1.858km）,共设13座车站，其中人民广场站地下三层，龙阳路站地下一层，张江高科站高架两层，其余均为地下两层。站间距最大2894m，最小1099m,平均1545m。

2号线西延伸自中山公园站至虹桥机场。线路全长为9.4km，全部为地下线。共设6座车站，分别为娄山关路站、威宁路站、北新泾站、淞虹路站、虹桥机场1站和虹桥机场2站。目前西延伸段开通淞虹路站~中山公园站，淞虹路站~虹桥机场将结合虹桥综合交通枢纽进行建设。

2.22号线原客流情况

据相关部门数据统计，2号线目前日客流量为70万～80万之间，周末客流超过80万。

2.3既有AFC系统中央计算机系统概况

2号线既有中央计算机系统设备包含：

主机：HP RP4440小型机1台，配有2个主频为800MHz的PA-RISC CPU，内存为8G。

阵列：HP EVA-3000磁盘阵列1台，配有10000转72G光纤硬盘8块，实际可使用存储空间为240G。

备份设备：HP AUTOLOAD1/8磁带库1台，驱动器规格为Ultrium1，与1号线AFC中央主机共用1台备份服务器，受1套HP Data Protector备份管理软件管理。

32号线东延伸概况

3.12号线东延伸工程概况

本工程2号线东延伸起点为2号线一期工程龙阳路站~张江高科站区间地下与高架过渡段，向东穿越罗山路进入祖冲之路，沿祖冲之路一直向东，进入唐镇后沿规划路南侧、高科东路南侧东行至顾唐路线路折向东南，至华东路后线路折向南，沿华东路南行至川环南路后折向东，沿川环南路、华洲路一直向东，过随塘河后折向南进入主进场路，沿主进场路至工程终点站浦东国际机场站。线路正线全长为29.626km（上行线），其中高架线为9.832km，地下线为19.794km（包括单圆盾构段10.193，双圆盾构段6.300km，明挖段3.301km）。共设11座车站（包括：张江高科站、金科路站、广兰路站、唐镇站、唐镇东路站、华夏东路站、川沙站、川沙东站、远东大道站、海天路站、浦东国际机场站），其中高架站2座（包括：远东大道站、海天路站），地面站1座（浦东国际机场站，站房已与磁悬浮浦东国际机场站合建），地下站8座（包括：张江高科站、金科路站、广兰路站、唐镇站、唐镇东路站、华夏东路站、川沙站、川沙东站）。本工程设1座停车场和1座主变电所，控制中心与既有2号线合用新闸路控制中心。

3.22号线东延伸客流情况

根据预测的数据，东延伸段2012年预测客流为22万，2019年预测客流为34.4万，2034年预测客流为70万。

4中央计算机系统扩容方案

根据预测的数据， 2号线主机本次扩容需求以2019年预测客流为参考，预计主机的处理能力及存储能力约为目前的1.5倍。以下为本次扩容需要考虑的几个方面的情况分析：

4.1主机处理能力

根据客流预测，东延伸段开通后，日客流量将接近或超过1号线，对比1号线AFC中央主机配备4个CPU和8G内存，2号线主机目前配备的CPU将成为系统的瓶颈，因此必须考虑增加CPU。

4.2存储空间

2号线主机磁盘阵列配有8块73.6G的硬盘，经阵列冗余处理后，实际可用空间为240G。在240G的实际使用空间中已全部分配给ORACLE数据库使用，其中在线存放有7个月的交易明细，每个月18G共126G，55G的统计数据，剩余的空间分配给了ORACLE数据库的系统控制文件、日志以及在线归档日志的存储。

根据客流预测，东延伸开通后需增加50%的数据存储空间，分配使用方案为：

1）月表的空间增加为27G，根据现有系统的设计，至少需保留6个月的数据，因此明细交易存储空间需增加36G。

2）统计交易数据预计增长量为当前的50%，需要增加28G的存储空间。

3）在线归档日志的存储量为当前的50%，需要增加38G的存储空间。

因此，2号线主机至少应该增加100G的存储空间才能满足东延伸段的需求。

4.3数据备份

2号线AFC中央主机目前与1号线系统共用一套备份管理软件，执行的任务有两套数据库的全备以及在线归档日志的备份，由于只有一个在线备份许可，因此采用两套数据轮流备份，通过合理安排备份时间来满足生产的需求。

2号线系统扩容后，数据库容量增加约50%，备份所消耗的时间也会相应增加，原先预留的备份窗口无法保证完成备份任务。因此必须增加一个在线备份许可，使两套系统的备份任务能同时进行，确保备份任务能在规定时间内完成。

此外，2号线主机原先配备的1/8磁带库使用的是Ultrium1驱动器，单盒磁带容量为100G，整个带库最多能备700G的数据，2号线阵列扩容后数据存储空间已经超过了200 G，目前带库的备份空间无法满足一个最小备份周期的数据存储。因此带库也必须相应的更换。

5实施步骤

本次扩容只针对中央计算机系统的主机系统，增加CPU和存储设备，不对原有系统软件及应用系统进行修改。扩容内容见表5-1。

为保证扩容工作的顺利进行，确保不对现有系统的运营产生影响，扩容工作将在运营间隔期内进行，即在前一运营日结束后，下一运营日尚未开始运营之前，暂停主机的运行并增加上表中所列的部件，安装完成后恢复主机运行。预计扩容所需的时间不超过3小时。扩容实施步骤如表5-2所示。

6回退方案

如果在扩容完成后主机不能正常运行，则需要执行回退程序。回退程序与扩容步骤相反，即按照应用程序退出－>停主机－>除去所有增加部件－>恢复原操作系统－>重启主机－>重启应用的步骤进行。执行回退程序后，工作人员将收集并整理扩容故障报告，分析确认故障原因并确定解决方案。根据实际情况决定是否需要对扩容方案及步骤进行修正，并择日重新执行扩容。

7东延伸系统接入及系统联调

东延伸11个车站的AFC系统，通过设在各站的通信传输系统提供的以太网总线通道与控制中心连通，先接入到东延伸测试系统，然后再接入到2号线中央正式系统。

东延伸11个车站的接入，有可能会影响既有线的正常运营，可能还会影响整个路网费率的调整，对整个轨道交通路网也会带来一定的影响；为此我们结合目前的实际情况提出以下接入方案，该方案即可保证2号线及整个路网的正常运营又能使东延伸11个车站顺利地接入。

7.1测试环境的建立

为了降低因东延伸11个车站的接入而带来的风险，需在控制中心搭建测试平台以确保2号线既有系统的正常生产；

主要搭建以下测试平台：

1）搭建东延伸中央测试数据库；

2）搭建东延伸前置通讯程序和数据处理后台程序；

3）搭建东延伸中央计算机监控测试系统、参数管理测试系统、报表管理系统测试系统（在2号线既有中央系统的相关机器上只需修改相关管理系统的配置参数使其连接到测试数据库就可完成整个搭建工作，不影响2号线实际运营系统）。

7.2接入测试方案

该接入测试方案分三步进行：

1）东延伸11个车站与清分中心测试平台、东延伸中央测试平台进行联合走票测试。

2）东延伸11个车站与2号线进行全路网进行联合走票测试；

3）东延伸11个车站与整个路网进行联合走票测试;

7.3实施步骤

具体的实施共分三步：

1）第一步：东延伸11个车站与清分中心测试平台、东延伸中央测试平台进行联合走票测试。

2）第二步：东延伸11个车站与2号线全路网进行联合走票测试。

3）第三步：东延伸11个车站与轨道交通整个路网进行联合走票测试，该测试是在以上二次测试的基础上进行全路网的联合走票测试。

8结语

随着城市轨道交通线路数量的增加，线路AFC系统的接入对线网AFC系统影响也逐渐增加，制定合理的AFC系统接入方案将有利于新线开通后整个票务系统的良好运行，为运营提供更加准确的客流信息。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。