基于云计算技术的地铁自动售检票系统研究

林楠

摘要：近年来，基于云计算技术的地铁自动售检票系统得到了业内的广泛关注，本文首先对相关内容做了概述，并结合相关实践经验，分别从总体架构、物理拓扑结构以及软件体系结构等多个角度与方面，就基于云计算技术的地铁自动售检票系统结构展开了研究。

关键词：云计算技术；地铁；自动售检票系统；研究

一、概述

目前，对AFC系统的研究集中于利用系统数据分析乘客的路径选择行为、改进系统通信网络结构、保护系统用户隐私、改进系统架构等方面。云计算作为一种新型的计算模式，应用于地铁系统中以降低地铁的建设和运营成本已成为发展的趋势。本文分析我国地铁AFC系统的应用状况、层次结构和存在的问题，提出并设计了基于云计算技术的自动售检票系统。以AFC系统用户的需求、实现的功能为基础，分析了系统的业务逻辑流程，设计了系统的整体架构、云架构和物理

拓扑架构，构建了系统的软件体系结构，提出了系统的安全解决方案。以期通过云计算技术的应用，实现售检票系统软/硬件资源的统一管理、统一分配、统一部署、统一监控和统一备份，从而精简系统结构、降低运营成本、提高资源利用率，为地铁AFC系统的改进提供理论依据。

二、基于云计算技术的地铁自动售检票系统结构分析

（一）总体架构

基于云计算技术的地铁自动售检票系统的总体架构可分为三层，第一层是不同类型的车票（老人票、学生票、单程票、计次票、储值票等），在整个系统中扮演了支付媒介的角色；第二层是用于与乘客交互的地铁站终端设备，具有售检票功能；第三层是云计算中心，集合了系统运行所需的产品开发及运维等功能，能够采集、统计数据，集中管理设备，有效清分地铁线网各自的收益。

（二）物理拓扑结构

基于云计算技术的地铁自动售检票系统的物理拓扑结构构成有云计算中心、地铁站终端设备以及通信主干网。其中，云计算中心的硬件组成有计算机、机架、服务器、防火墙、交换机、磁盘阵列以及磁带库等，这些硬件设施的具体部署要视地铁线网的客流量、规模及IT资源而定。云计算中心的网络结构形式为两层交换式：位于第一层网络的服务器群利用ToR交换机实现与第二层网络的连接；而在中间层交换机与聚合层交换机的作用下，第二层网络交叉连接从而形成大二层的网络结构，这种网络结构有助于均衡各服务器间的流量，保证虚拟机能够灵活迁移于各服务器间。云计算中心与公共交通清分中心、第三方支付系统、银行系统之间实现准确对接的形式主要依赖于防火墙，通过在防火墙之后设置IDS，能够监听整个网络系统。

通信主干网的网络结构为自愈式冗余光纤双环网，该网络具有无缝切换、实时热备的特征，同时利用双连接方式将地铁线网上的各站点纳入其中。在正常运行模式下，双环网中的主环、次环分别处于工作、热备的状态，当主环或者位于主环上的地铁站站点发生运行故障时，冗余环网会自动调整配置，启动热备状态中的次环，从而使整个网络得以维持正常的运行状态。地铁站终端设备的物理拓扑网络结构为环网式，同时利用三级交换机实现与云计算中心的间接性连通。地铁站终端设备能够在通信主干网出现运行故障时启动孤岛运行模式，而且可保留七天以内的数据信息，等通信主干网修复之后，会将报文传送至云计算中心。

（三）软件体系结构

基于云计算技术的地鐵自动售检票系统的软件体系结构构成主要有云计算中心软件、票务管理终端软件以及车站终端设备软件。其中，云计算中心软件结合实时迁移、多租户及虚拟化技术，向云计算中心迁入地铁自动售检票系统的应用程序、部分负载及服务，从而确保云计算中心运行的高效性及地铁自动售检票系统功能发挥的灵活性；票务管理终端的组成成分包括屏幕、控制器、鼠标、电源以及键盘，不含有USB接口与硬盘的瘦终端。瘦终端的桌面云通常分为虚拟软件模块以及独立Web访问模块，票务人员可以在Web访问模块上对云计算中心进行访问，而云计算中心会通过虚拟模块向瘦终端发送应用信息，从而帮助票务人员顺利开展数据查询、工作交接及报表填写等各项票务工作；车站终端设备软件分为应用软件以及操作系统这两大类，统一在系统云计算中心的远程操控下完成相应的部署及升级任务。为了尽量降低计算资源的占用率，操作系统的类型可选择嵌入式Linux或者WindowsNT，而应用软件一般分为应用逻辑层及设备控制层，其中设备控制层的面向对象是设备部件，能够将接口函数传送至应用逻辑层，为应用逻辑层的业务处理提供数据支持。

（四）云架构

基于云计算技术的地铁自动售检票系统的云架构组成按自上而下的次序依次是软件层、平台层以及基础设施层。其中，基础设施层由资源管理平台及资源池两部分组成，资源管理平台主要是结合基础设施资源的生命周期对其进行全局性管理，统一调度、管理资源，而资源池主要包括网络、存储、服务器等硬件资源及其对应的虚拟化资源；平台层主要用于软件的部署、开发及运行，包括系统软件及操作系统两部分，其目的是实现系统可扩展应用的同时运行；软件层的构成成分是系统的各类应用软件，从功能角度出发，应用软件类型可划分为两种：乘客服务应用软件以及票务业务应用软件。

三、结束语

通过对基于云计算技术的地铁自动售检票系统的研究分析，我们可以发现，该项工作良好实践效果的取得，有赖于对云计算技术多项影响与关键环节的充分掌控，有关人员应该从地铁自动售检票系统应用的客观实际出发，研究制定最为符合实际的云计算技术应用实施策略。

参考文献：

[1]雷定猷，贾莉，王娟，游伟.基于云计算技术的地铁自动售检票系统研究[J].计算机应用研究.2016（10）：60-62.