一、AFC系統簡介

AFC系統是軌道交通運行中普遍應用的現代化聯網收費系統，主要包括中央計算機系統（CC）、車站計算機系統（SC）、自動售票機（TVM）、人工補票機、閘機、編碼、分揀機等子系統，實現了軌道交通售票、檢票、計費、收費、統計、清分、管理等全過程的自動處理，提高了地鐵系統的運行效率和收益，也讓乘客出入地鐵更加快捷方便。

地鐵AFC系統是基于計算機技術、網絡技術、現代通訊技術、自動控制技術、非接觸IC卡技術、大型數據庫技術、機電一體化技術、模式識別技術、傳感技術、精密機械技術等多項高新技術于一體的大型系統。該系統采用全封閉的運行方式，以及計程、計時的收費模式。以非接觸式IC卡為車票介質，通過高度安全、可靠、保密性能良好的自動售檢票計算機網絡系統，完成地鐵/輕軌運營中的售票、檢票、計費、收費、統計等票務運營的全過程、多任務自動化管理。

AFC系統從結構上可劃分為四層，每一層都包含相對獨立的職能，同時通過網絡通信系統將各層連接組成一個完整的系統。

首層：ACC及一卡通系統ACC系統是城市軌道交通網絡化運營條件下AFC系統的管理中心。其主要功能是統一城市軌道交通AFC系統的各種運行參數、收集AFC系統產生的交易和審計數據并進行數據清分和對帳、具備數據管理、客流分析、票卡發行、票務管理功能，同時負責連接城市軌道交通AFC系統和一卡通清分系統，可適應多線路自動售檢票系統聯網運營模式。

第二層：LC系統LC系統是AFC系統的核心和大腦，是系統的運營管理中心和交易數據存儲、分析中心，用其實現線路設備監控、運營管理、數據的集中采集、各種業務報表處理。LC可以接收ACC系統下發的運營參數并下發至車站計算機系統及車站終端設備，同時接收終端設備上傳的各類交易和管理數據，并按照票務清分系統的要求上傳，實現清分對賬功能。

第三層：SC系統SC系統是直接控制車站終端設備的基本管理單元，負責對車站系統運營、票務、收益、維修等的集中管理。SC系統接收LC系統下達的各類運營參數并下發給各終端設備、接收終端設備上傳的交易數據等并轉發給LC系統。另外，系統操作員還可以通過在SC工作站上設置命令，來控制車站系統的運營，及車站設備的運行。

第四層：車站終端設備車站終端設備安裝在各車站的站廳，包括各類操作終端，如自動售票機、自動檢票機、半自動售/補票機、自動查詢機等，直接對乘客提供自動售檢票服務。車站終端設備通過車站網絡連接到車站計算機系統，將數據上傳至SC并接收SC下發的參數及指令。

二、網絡架構

AFC系統網絡架構，包括AFC與ACC系統連接、LC系統與SC系統連接兩部分，網絡架構圖如下所示：

AFC系統網絡架構

中央機房配備兩臺防火墻、兩臺路由器，分別設置主備模式，接入ACC系統。路由器將AFC與ACC兩個不同網絡的數據信息進行“翻譯”，以使數據在兩個系統之間進交互。網絡防火墻具備較強的訪問控制、IP地址翻譯和映射、網絡訪問記錄統計等功能，可以限制外部網絡對內部網絡的非法訪問、按規則接收或拒收數據包、在網絡層對數據包進行模式檢查。

中央計算機系統通過以太網連接了數據庫服務器、通訊服務器、網管服務器、報表服務器、歷史服務器、病毒服務器等多臺服務器，還連接了LC管理工作站、打印機等設備。中央計算機系統通過專用OTN網絡與車站計算機系統、車站終端設備進行連接，從而構成一個完整的AFC系統。

中央機房由兩臺三層交換機作為核心交換機，配置主備模式，當主交換機產生故障時，自動切換至備機運行。車站網絡通過傳輸環網接入核心交換機，每個車站設置一個子網，避免單個設備發生故障，造成網絡環境阻塞，導致廣播風暴的問題，保證了系統的安全運行。另外通過設置將各車站與生產核心網絡進行隔離，使車站與車站之間互不影響，核心網絡不受影響，提高系統的穩定性。同時LC工作站網絡也單獨劃分了vlan，與車站網絡隔離，提高系統的安全性。

三、網絡需求分析

AFC作為軌道交通的票務收集系統，對軌道交通的正常高效運營非常重要，對IT系統和承載網絡都有較高的要求。由于AFC系統通信節點眾多，業務流程復雜，所有數據都需要通過網絡在各節點之間傳輸，如果交易數據丟失或者損壞則會直接影響收益。

因此AFC網絡必須符合以下要求：應具有高可靠性，以保證業務處理穩定運行；應具備高安全性，保證所有網絡信息的機密、完整、可用；應易于管理，方便操作人員維護；應具有完善的自診斷功能及高度數據傳輸安全性。

AFC系統處于獨立專網之中，與外界網絡隔離，具體架構如下圖所示。系統核心交換機、防火墻、路由器之間運行OSPF動態路由，各設備接口間開啟OSPF協議，相互學習地址，同時保證了網絡的冗余性，當網絡中有節點發生故障時，OSPF可以計算可用路由，使網絡及時恢復，提高系統高可用性。

四、ISTRON解決方案

ISTRON為AFC系統提供了可靠的高速榮譽網絡，主要包括：采用獨有的StronRing快速自愈技術，提供20ms快速自愈，減少網絡故障導致的宕機時間；StronNet全功能網絡管理軟件，包含了網絡生命周期的調試、維護、診斷過程等；網絡VLAN劃分等。

1、專有技術StronRing協議

環網的好處在于提供了單點故障保護功能，其中的1個環在發生單點故障的情況下，網絡傳輸通道在50ms內進行切換，使系統的運行不受故障的影響。冗余切換機制采用專有技術StronRing協議，切換原理如下：

StronRing冗余環網基于iStron公司專利技術，具體工作原理如下：

StronRing冗余環網協議

在如上圖所示的一個環形結構中，設定Switch A作為這個環的冗余管理器（Redundancy Manager），則Switch A設定連接環的兩個端口的其中一個將作為邏輯斷點，即圖中端口1為邏輯斷點，則線路1對于數據傳輸來說是斷開的，通常情況下不能夠用于傳輸數據，所有用戶數據的傳輸都在其他線路上進行。

作為冗余管理器的Switch A每20ms從連接環的兩個端口發送控制檢測幀（Watch Dog），用來檢測整個環形線路的通斷情況，線路1能夠進行控制檢測幀的傳遞。作為冗余管理器的Switch A通過發送和接收控制檢測幀（Watch Dog）來判斷傳輸線路的傳輸是否正常。

當環中某一處線路發生中斷時，作為冗余管理器的Switch A將收不到控制檢測幀，這時，Switch A將接通原來作為邏輯斷點的端口，通訊恢復正常，恢復時間在全千兆傳輸速率、整個環上有100臺交換機的情況下不超過20ms（網絡自愈恢復包括鏈路恢復及地址表更新）。

總體來說，環網自愈恢復功能提供了一種網絡單點故障情況下數據傳輸的保護功能，能夠在環網出現單點故障（鏈路故障、網絡設備故障）的情況下，在極短的時間內恢復數據傳輸的能力。

2、網絡VLAN劃分

綜合監控1~100，每個車站擁有獨立的VLAN，VLAN_ID等同車站號。必須保證每個車站每個直連的子系統有一個不沖突的網關。為保證不沖突，可以使用IP第二段和第三段進行區分。建議給綜合監控一個A類網址。

VLAN架構

3、網絡管理軟件

中央系統設置網管服務器，安裝飛思網巡網管軟件，對整體網絡實現監控管理。通過此軟件可以自動發現新增網絡接點，檢測網絡連接，生成網絡圖，用圖形方式顯示網絡拓撲結構及網絡節點內設備、端口及線路，以便及時發現系統的安全漏洞，排除網絡故障，保障系統安全性。

AFC系統中網絡設備多種多樣，因此針對不同的設備應采取不同的管理方法。例如通過網管軟件實時查看整體網絡運行狀態；通過IE方式登錄核心交換機查看具體配置，對參數進行修改；使用遠程telnet方式，也可以使用console登錄方式查看防火墻狀態，配置訪問控制。另外我們需要定期檢查計算機網絡物理連接線路，可以通過網絡界面監控和光纖測試儀的測試，對線路的工作狀況進行實時的監控，保障線路的通暢。 

計算機網絡難免會出現故障，例如物理線路損壞、網絡設備硬件故障、網絡配置錯誤等，這些都會影響系統的安全運營，因此我們要加強對網絡故障的診斷處理工作。通過日常巡檢和定期維護及時發現問題，并記錄每次故障的具體原因及解決方式，為日后網路故障的診斷維修提供可靠的參考數據，減少網絡故障發生。

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