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    作者簡介：馬恒貴，男，畢業于上海大學-通信工程系， 現任GE Proficy軟件產品應用解決方案顧問，長期從事工業自動化控制及智能應用方面的技術和市場開發工作。

    摘要：GE智能平臺的Proficy HMI/SCADA - iFIX軟件獲選應用于近日全線開通運營的南京地鐵一號線的收費系統（AFC系統）。作為國內最早的IC卡自動售檢票系統，南京地鐵一號線的售檢票系統已經運行超過三年。經過幾年的使用實踐，以具有實時通信特點的Proficy HMI/SCADA – iFIX作為內核的AFC系統穩定、安全、可靠，得到了業主單位的廣泛好評。

    關鍵詞：GE智能平臺；Proficy HMI/SCADA – iFIX；南京地鐵一號線；AFC系統

    1 項目背景

    南京地處長江與京滬鐵路交匯處，是華東地區交通樞紐。市區面積947．3平方公里，現有人口268萬。由于南京城區范圍小，城市道路交通長期處于緊張狀態。

    南京地鐵1號線一期工程南起奧體中心，北至邁皋橋，形成南京主城區中軸線的快速交通走廊。項目投資概算約85億元，線路全長21.72公里，于2000年12月開始投建，2005年9月3日正式開通運營。南京地鐵1號線南延線，從安德門站出發，向南途經天隆寺站、寧南大道站等，最后到中國藥大站，全長24.47公里，全線將設15個站。于2006年開工，已于2010年5月28日開通運營。 　　

    南京地鐵2號線一期工程，西起河西油坊橋，東至馬群，全長25.14公里，共設車站19座， 2號線沿途經過新街口、明故宮、孝陵衛、馬群、漢中門、莫愁湖、河西等重要地區。二號線將在新街口以及元通兩站與一號線交匯。在交匯的站點，將采用站內換乘的方式，使得從一號線轉乘二號線無需出站重新購票。南京地鐵2號線于2005年12月全面開工，已于2010年5月28日開通運營。

    2 客戶需求

    隨著南京地鐵的開通，地鐵將會成為南京市民主要的出行交通工具。日益膨脹的乘客人流量對地鐵自動售檢票系統（AFC）提出了新的挑戰。

    以GE Proficy HMI/SCADA IFIX軟件為基礎的AFC系統，以數據收集和設備控制實現了票務管理的高度自動化，能夠隨時、準確地了解客流量并進行票務統計分析，充分利用維修資源，使系統有序健康地運行，從而提高地鐵公司的運營形象。

    3 解決方案

    AFC系統的全稱是Automatic Fare Collection System，是一種由計算機集中控制的自動售票（包括半自動售票）、自動檢票以及自動收費和統計組成的封閉式自動化網絡系統。

    自動售檢票系統(AFC)是基于計算機、通信、網絡、自動控制等技術，實現軌道交通售票、檢票、計費、收費、統計、清分、管理等全過程的自動化系統。國外經濟發達的城市軌道交通，己普遍采用了這種管理系統，并已發展到較先進的技術水平。我國城市軌道交通車站的自動售檢票設備，經過近年來大量的開發研制工作，提出了多種形式的產品，技術水平也在不斷提高。國內軌道交通AFC系統的發展經歷了從無到有的過程，隨著計算機技術和軟件的發展，我國城市軌道交通AFC的技術已與城市一卡通接軌，實現城市內甚至城市區間的一卡通。 

    3.1結構層次

    城市軌道交通自動售檢票系統(AFC)的結構共分為車票、車站終端設備、車站計算機系統、線路中央計算機系統、清分系統五個層次。也可以劃分為：自動控制、計算機網絡通信、現金自動識別、微電子計算、機電一體化、嵌入式系統和大型數據庫管理等高新技術運用，主要由線路中央AFC系統、車站AFC系統、終端設備和車票四部分組成。終端設備包括出/入站檢票閘機、自動售票機、車站票務系統、自動充值機、自動驗票機等現場設備。

    層次結構是按照全封閉的運行方式，以計程收費模式為基礎，采用非接觸式IC卡為車票介質的組成原則，根據各層次設備和子系統各自的功能、管理職能和所處的位置進行劃分。目前確定的五層結構型式，是根據我國國情和城市發展現狀，并對軌道交通建設的特點 (如線路多而復雜、建設周期長、多個業主單位等情況) 進行綜合考慮后而設置的，具有一定的可伸縮性。對各層次必須實現的功能和要求做出如下規定：

    第一層———車票是乘客所持的車費支付媒介，規定了儲值卡和單程票二種類型的物理特性、電氣特性、應用文件組織以及安全機制等技術要求；

    第二層———車站終端設備安裝在各車站的站廳，直接為乘客提供售檢票服務設備，規定了車站終端設備及其運營管理的技術要求； 

    第三層———車站計算機系統，在該層次中以GE Proficy IFIX軟件為核心平臺，并以C/S結構為平臺主體，其主要功能是對第二層車站終端設備、前端機進行狀態監控，以及收集本站產生的交易和審計數據，規定了系統的數據管理、運營管理及系統維護管理的技術要求；

    第四層———線路中央計算機系統，在該層次中以GE Proficy IFIX軟件為核心平臺，其主要功能是收集本線路AFC系統產生的交易和審計數據，并將此數據傳送給城市軌道交通清分系統，并與其進行對帳，規定了對該線路的車票票務管理、運營管理及系統維護的技術要求； 　

    第五層———清分系統，其主要功能是統一城市軌道交通AFC系統內部的各種運行參數，收集城市軌道交通AFC系統產生的交易和審計數據并進行數據清分和對帳，同時負責連接城市軌道交通AFC系統和城市一卡通清分系統，規定了對車票管理、票務管理、運營管理和系統維護管理的技術要求。
 
    監控畫面如圖1所示。

                    

                         圖1 監控畫面截圖

    系統網絡架構如圖2所示。

                  

                                    圖2 系統網絡架構

    3.3 實現功能

    GE Proficy IFIX 在AFC系統中主要擔負實現系統監控和控制功能。

    3.3.1系統監控

    通過車站計算機工作人員可對車站進行不同級別的操作狀態監控從而了解詳細情況。在每種級別上，采用通用的顏色代碼以便迅速標識出操作狀態（正常、退出服務、生成報警的條件）。

    3.3.1.1車站的總體綜合視圖

    ·該級別的視圖展現了車站不同區域的綜合布局，對布局安排則以設備類型來進行規劃。
    ·對每類設備均給出了總狀態信息，因此可通過觀察的第一眼而立即了解是否在車站中發生了報警事件。
    ·在報警窗口中顯示了最近所接收的報警信息。
    ·在該級別上同時也可得出客流情況的匯總信息。
    ·根據需要系統可以顯示詳細的客流信息。

    3.3.1.2區域綜合視圖

    ·在該級別上，提供了對在一個區域中一組設備的狀態即時視圖。
    ·在報警窗口中顯示最近所接收到的報警信息。

    3.3.1.3設備綜合視圖

    在該級別上，提供了一個設備的主要組件的操作狀態視圖（中央處理部件、PLC，閱讀器等）。

    3.3.1.4設備參數

    該視圖給出設備當前主要的操作參數清單（正常、時間/日期免檢、進出站次序免檢）。

    3.3.1.5客流數據

    顯示車站中的詳細客流信息。
    本系統可以監視下列設備的狀態：

    3.3.1.6車站一級

    與設備的通訊故障。

    3.3.1.7自動檢票機、自動售票機、半自動售票機

    ·未授權的訪問
    ·授權的設備門開啟操作
    ·設備的故障或者出錯
    ·響鈴按鈕 （自動檢票機），如果有的話

    3.3.1.8自動售票機、半自動售票機（根據配置情況）

    ·硬幣和紙幣容器將滿
    ·車票庫存量、票據量/預定單低
    ·車票庫存、票據量/預定量空
    ·對硬幣容器和紙幣容器進行存取
    ·找零彈出器和找零庫存中的容量情況
    ·找零彈出器將空
    ·庫存空
    ·硬幣阻塞、紙幣阻塞、車票阻塞、票據/預定量阻塞
    ·信用卡/借記卡通訊故障

    3.3.1.9自動檢票機

    ·自動檢票機操作的方向
    ·設備故障或者出錯
    ·出站自動檢票機處的車票箱不在位置上
    ·在出站自動檢票機處的車票箱將滿

    3.3.2 控制功能

    通過車站計算機，工作人員可將命令發往AFC設備：

    3.3.2.1車站一級

    車站關閉/開啟命令。

    3.3.2.2自動檢票機、自動售票機、半自動售票機

    ·將設備或者一組設備設置在“服務/退出服務”狀態
    ·變更操作模式
    ·開始下載操作參數
    ·發送操作參數版本號
    ·開始遠程診斷
    ·上傳當前數據
    ·變更模式參數
    ·變更維護授權參數

    3.3.2.3自動檢票機

    ·將自動檢票機設置到緊急放行模式
    ·對可變換自動檢票機的操作方向進行變更
    ·將一個選定的自動檢票機釋放給一個通道
    ·封鎖所有的自動檢票機或者選定的自動檢票機
    ·為出站自動檢票機選擇 “車票回收/返回”選項

    4 實施結果

    作為國內最早的IC卡自動售檢票系統，南京地鐵已運行超過三年。經過多年的使用實踐，以實時通信高可靠性的GE Proficy HMI/SCADA IFIX 為內核的AFC系統，提高了AFC系統的穩定性、安全性、可靠性、實時性。其中IFIX內置的高擴展性的VBA功能解決了地鐵AFC系統中很多應用中的技術難點。

    （1）軌道交通應用AFC系統后， 車票售檢、運費計價及客流統計均由系統自動完成， 自動化的售檢票設備取代了傳統的人工售檢票工作， 從而降低了售檢票人員的占用及其勞動強度， 減少了企業人工費用的支出， 又增加了運營收入；

    （2）AFC系統對各個終端設備實行計算機化的監測與管理， 通過中心計算機、車站計算機不僅可以對設備的運行狀態和通信狀態進行實時監控， 同時， 還可以將采集到的各種設備數據和客流數據進行及時、準確、全面地統計分析， 為科學合理地制定運輸計劃提供可靠的依據；

    （3）高效的AFC設備：使車站客流井然有序、快速通過，減少了逃票現象的發生，保障了地鐵公司的票務收益。

    （4）自動售檢票系統：可大大減少現金交易、人工記賬及統計的工作量，人員可精簡，提高了工作效率和準確率。

    （5） 維修管理系統：使維修資源得以較好的利用，并可達到反應快、修復快的效果。

    （6）準確的客流及票務統計分析數據:為運營調控、市場營銷、新線建設提供了科學的決策依據，也為提高服務質量和信息處理能力創造了條件。