AFC设备内部各模块的功能.docx

1、AFC设备内部各模块的功能 AFC设备内部各模块的功能课 时：24课时课程重点：1、ACC设备内部模块组成及功能 2、LC概述及系统基本构成3、SC设备内部各模块组成及功能4、SLE设备内部各模块组成及功能5、非接触式IC卡车票功能课程要求：通过本章的内容可以使大家全面的了解AFC设备内部各模块的功能，研究掌握本部分内容可以更深入的了解AFC系统，并对日常的维检修工作具有一定的指导意义。AFC系统主要由轨道交通清算管理中心（ACC）、线路中心计算机系统（LC）、车站计算机系统（SC）、车站终端设备（SLE）及非接触式IC卡车票等五层架构组成。每层架构为了实现各自的功能，都有不同的设备组成，研究

2、掌握这些设备内部各模块的功能可以更深入的了解AFC系统，并对日常的维检修工作具有一定的指导意义。第一节 ACC设备内部模块组成及功能一、ACC系统设备模块组成ACC系统作为线网AFC系统最上一级，负责处理整个轨道交通网络票款收入的清分以及全局性的管理工作，同时，它还负责处理一卡通车票在轨道交通中应用的清分和管理，并处理AFC系统及其它相关应用。ACC系统设备组成如图所示。ACC系统设备组成二、ACC系统设备各模块的功能ACC的清分服务器和数据库服务器均采用2台IBM P570双机集群，以满足系统高可靠性、可用性、高效性和可扩充性等的要求。ACC清分服务器和数据库服务器承担着整个系统主要的数据存

3、储和日终结算的数据处理功能。 系统配备IBM DS5100磁盘阵列作专用存储系统，配备IBM TS3310磁带库作专用备份系统，磁盘阵列通过光纤通道交换机连接到服务器上。通信服务器采用两台IBM X3850双机集群，主要用于接收来自外部系统的数据和业务请求服务。采用1台IBM P550数据交换服务器作为与综合监控系统的数据交换服务。报表服务器采用两台IBM X3850双机集群，主要用于报表处理。报表服务器作日终批处理并存储报表文件，并接受来自各工作站的报表访问请求。同时，各配置一台IBM X3850用于票务管理服务器、网管服务器、备份服务器、防病毒服务器。第二节 LC概述及系统基本构成中央计算

4、机系统是自动售检票系统的管理控制中心。中央计算机系统与各车站计算机系统进行通信；可收集全线的交易数据和设备运营状态信息，进行财务和客流统计；中央计算机系统能传送相关的参数、信息至各有关终端设备。中央计算机系统能将需要清分的信息上传给清分系统，接收清分系统下传的清分数据、黑名单、费率等数据。实现系统数据的集中采集、统计及管理、实现系统运作、收益及设备维护集中管理、实现对本线自动售检票系统内所有设备的监控。中央计算机可通过网络对下级设备的软件更新。中央极端及系统可通过通信系统的时钟子系统获取标准时间，自动进行同步，并将标准时间信息下传至车站计算机和各终端设备。中央计算机系统由备份和恢复功能及灾难恢

5、复功能。中央计算机系统由两台冗余配置的服务器、磁盘阵列、磁带机、工作站等局域网设备、打印机、不间断电源及编码机等组成。第三节 SC设备内部各模块组成及功能一、SC概述及系统基本构成车站计算机系统作为AFC系统体系结构的第三层，负责将车站系统运营、票务、收益、维修等各类数据上传、接受中央计算机系统下传参数，同时收集各类数据，对设备进行实时监控等。车站计算机系统主要组成包括车站服务器、监控管理工作站，票务工作站、车站交换机、紧急按钮控制器和打印机等。SC系统构成图二、SC内部模块组成及功能（一）车站服务器：是指在车站局域网中，运行管理软件以控制对网络或网络资源（磁盘驱动器、打印机等）进行访问的计算

6、机，并能够为在网络上的计算机提供资源使其犹如工作站那样地进行操作，一般放置在设备机房的网络控制柜内。服务器系统的硬件构成与我们平常所接触的电脑有众多的相似之处，主要的硬件构成仍然包含如下几个主要部分：中央处理器、内存、芯片组、I/O总线、I/O设备、电源、机箱和相关软件。车站服务器（二）监控管理工作站监控管理工作站主要有工控机和计算机显示器组成，运行管理软件监控车站终端设备的运行状态、设备控制、客流监控、下达终端设备的运营模式、系统参数等。监控管理工作站设备监控界面如图所示：监控管理工作站设备监控界面（三）车站交换机车站交换机有二层交换机和三层交换机。网络交换机，是一个扩大网络的器材，能为子网

7、络中提供更多的连接端口，以便连接更多的计算机。二层交换机工作在数据链路层，功能就是分割冲突域，分割不了广播域，根据MAC地址表进行转发数据，但是交换机可以划分VLAN，来分割广播域。数据在长距离的传输过程中会衰减，100M内加一个交换机，仍能保证数据的传输质量。三层交换机，及工作在数据链路层也工作在网络层，将交换机和路由的功能都融入在一起，交换机是由硬件转发数据，而路由器是由软件转发数据，三层交换机将网络层的数据也由硬件转发数据，三层交换机充分提高了转发数据的速度。这也是三层交换机的最大亮点，所以价格也是比较昂贵的！车站计算机系统与中央计算机系统之间通过通信系统提供的 10M共线式以太网通道进

8、行通讯。由车站计算机系统三层交换机引2根超五类屏蔽电缆（1主、1备）至通信设备室内配线架的外线侧，具体端口由通信系统指定。（四）紧急按钮控制器在地铁AFC系统中，每个车站的AFC服务器机柜中都设置紧急按钮控制盒，当紧急情况发生时，紧急按钮可通过紧急按钮控制盒向车站里的自动检票机传递紧急放行信号。车站内的自动检票机将进入紧急放行状态；只有当紧急按钮恢复以后，自动检票机才能恢复为正常状态。紧急按钮的接线框图如图所示：紧急按钮的接线框图紧急按钮安装在车站控制室的IBP盘上，当有紧急情况发生时，车站工作人员按下紧急按钮，紧急按钮控制盒收到紧急启动指令后向自动检票机发出紧急放行信号，并根据收到的紧急启动

9、指令和自动检票机闸门打开反馈信号点亮IBP盘上相应的指示灯。紧急按钮控制盒能够识别出紧急按钮来源，并将相应的紧急启动状态反馈给车站计算机。同时，当紧急按钮控制盒出现故障或断电而失效时，紧急按钮或火灾报警系统仍可直接控制自动检票机进入紧急状态，保证闸门正常打开。第四节 SLE设备内部各模块组成及功能车站终端设备作为AFC系统体系结构的第四层，安装在各车站的站厅，直接为乘客提供售、检票服务，其是否稳定可靠运行、易于操作和维护直接影响运营服务质量。同时它规定了运营管理的技术要求。车站终端设备系统主要组成包括自动售票机(TVM)、自动检票机(AGM)、自动验票机(TCM) 、半自动售票机/票房售票机(

10、BOM)。一、TVM内部模块组成及功能（一）TVM内部模块组成TVM（Ticket Vending Machine）主要由主控单元（ECU）、车票发行单元、硬币处理单元、纸币循环模块、单据打印机、维修面板、储值票处理单元、乘客触摸显示器、电源模块、机壳等模块及组件构成。内部逻辑连接如下：TVM内部逻辑连接图（二）TVM内部主要模块功能1、主控单元：基于工控机，包括机箱、CPU板、VGA控制器、LAN接口板和多串口卡组成。工控机直接与车站计算机相连，直接控制TVM内出票模块、读卡模块、纸币单元处理模块、打印机和硬币处理模块等其它单元模块的动作。工控机单元模块如图所示。工控机2、车票发行单元：车票

11、发售模块主要是对Token单程票进行赋值、校验并发售，是自动售票机的核心部件。车票发售模块单程票处理模块可自动完成供票、(编码)赋值及出票的处理过程。根据命令，发售箱将Token逐个地送入读写通道进行读写、校验，读写、校验失败车票进入废票箱，读写、校验成功进入取票口；发售过程中如果出现异常，不能付足乘客所购票张数，退还乘客相应找零。发卡单元模块的系统结构框图如图所示。发卡单元模块的系统结构框图单程票处理模块提供自动供票、赋值及出票的处理过程，从供票到出票的时间大约0.8秒/枚。两个票箱可以存放两种类型票（如儿童票和成人票等等）的单程票，即本单元具有提供2种单程票的发售功能。如果两个票筒放同一类

12、型的单程票，则在发票时可以互相补充使用。每个票箱可放1000枚Token单程票。3、硬币处理单元：主要有硬币识别器、暂存斗、循环找零器（预留）、回收钱箱、控制部分组成。硬币识别器硬币处理模块可自动完成乘客购票过程中硬币的接收、识别、回收以及硬币找零的处理。每个硬币找零斗（循环找零器）可以存储对应的硬币200个以上，硬币找零斗（循环找零器）的功能处理流程如图。当硬币找零斗（循环找零器）中硬币不够时，可使用专用补充箱补充硬币到补充找零器中，其容量不少于1000枚硬币。硬币循环找零流程4、纸币循环模块：主要配置有纸币识别器1个、钱箱1个、找币箱（loader箱）1个、循环鼓模块2组。如图所示是纸币循

13、环找零模块的主要配置构成。纸币循环找零模块配置BNR纸币循环找零器可识别、接收、循环多重纸币宽度的市场流通纸币，以自动完成乘客购票过程中纸币的接收、识别、回收以及纸币找零的处理。可接收1、5、10、20、50、100元纸币，1、5、10元可参与循环找零，大面额纸币20、50,100元经纸币暂存压入钱箱，1、5、10分别进入不同的循环鼓，可以作为零钞找给客户。（天津暂不接收50、100元大额纸币）补币箱可以在循环鼓上纸币不足时作为补充，容量为25050张，天津采用单一面额1元纸币补币，在补币过程中，如遇乘客购票，自动停止，待购票结束后，继续自动完成补币。另外，纸币循环找零模块有一定的灵活性，当补

14、币箱或任意循环模块产生故障时，不影响其他模块正常使用（但是天津尚未使用降级模式，当纸币循环机构任一模块故障时，设备进入暂停模式），并且可通过软件任意设置循环模块币种，当找出纸币未被取走时，可将该纸币回收并压入钱箱后继续工作，补币箱中纸币均需经过识别后才可参与找零，未被识别纸币将直接压入钱箱，找零时纸币面额由小到大顺序叠放，整叠出钞找零，找零采用最优找零组合，自动以最小张数完成找零。循环模块、补币箱、钱箱5、单据打印机：可以补打水单、结算单打印、钱票箱更换单据打印等。单据打印机安装有导轨，可以抽拉，支持竖打，方便打印机的维修和卷纸安装更换。单据打印机6、维修面板：直接与工控机相通讯，可以通过登录

15、维修面板界面，查看购票信息、异常信息，显示设定信息、钱票箱信息，销售额信息、现金信息，同时可以设定运营、运行模式，更换票箱、清除废票、储币箱、储钞箱、找零箱补充，另外还可以做部件状态的检测和结算处理等。维修面板业务一览7、乘客触摸显示器是直接面向乘客的单元模块，提供通过选择线路网上各线路的具体站点，也可以通过选择车票金额进行购票，同时可以通过选项一次购买多张单程票。二、AGM内部模块组成及功能（一）AGM内部模块组成AGM(Automatic Gate Machine)主要由主控单元（ECU）、乘客通行控制单元、扇门控制单元、票卡处理单元、I/O控制模块、维修控制模块、票卡回收模块和乘客显示屏

16、构成，通过主控单元驱动各功能模块，以实现相关的业务功能。各模块的逻辑连接如下图：图3 AGM内部逻辑连接图（二）AGM内部主要模块功能1、主控单元：基于工控机，包括机箱、CPU板、VGA控制器、LAN接口板和多串口卡组成。工控机直接与车站计算机相连，实现状态信息、各种交易信息及操作信息的及时上传，并能通过车站计算机对其进行控制命令操作。AGM单元模块拆分图如图所示。AGM拆分图2、乘客通行控制单元：乘客通行控制单元分为检测区、监视区、安全区和退出区共四个区，其中区域1:检测区，检测行人是否进入通道；区域2:监视区，监视区主要检测行人是否有人尾随通过；区域3: 安全区，7、8、 9 和10门扇两

17、侧的7、8、9、10号传感器共同组成安全区，其中任何一个传感器有信号门扇保持打开状态；区域4:退出区，退出区用于确认行人已从通道通过。通行逻辑判断单元3、扇门控制模块：主要有门翼、直流电机、减速箱、电磁阀和转接板构成。工作原理简介：直流电机收到PCM板的驱动电流后，通过变速箱减速来增加输出力距，输出力矩带动连杆运动，连杆的顶端装有一个电磁阀，电磁阀通电后产生磁力吸引门扇，使门扇跟着连杆一起运动。机芯4、票卡处理模块：车票回收模块主要是对Token单程票进行校验并回收，是自动检票票机的核心部件。TCU模块结构如图所示。TCU模块单程票回收模块提供自动判断票的有效性、验证储值的正确性，并及时做出退

18、票或回收票处理，从收到票到票务处理结果的时间小于0.6秒/枚。TOKEN回收通道路径示意图三、TCM内部模块组成及功能（一）TCM内部模块组成TCM(Ticket Check Machine)主要由查询机柜，主控单元，乘客显示器，触摸屏，IC卡读写器五部分组成。各逻辑连接如下图所示：TCM逻辑连接图（二）TCM内部主要模块功能主控单元基于工控机，包括机箱、CPU板、VGA控制器、LAN接口板和多串口卡组成。工控机直接与车站计算机相连，实现状态信息的及时上传，并能通过车站计算机对其进行控制命令操作。读写器主要是用来分析票卡信息，乘客显示票用来显示乘客分析的票卡信息。四、BOM内部模块主要功能BO

19、M（Booking Office Machine）主要由主控单元（ECU）、操作员显示器、乘客显示器、读卡器、单据打印机、键盘/鼠标、交流配电模块和便携式人工钱箱构成。其放置在车站售票室或票亭。根据位置不同而具有售票、补票和售补票功能，还可以提供车票修复、替换、退款、记名车票申请、车票挂失、分析、查询。其配备有用于显示功能菜单和业务信息的站员操作显示屏，用于显示乘客办理业务状态和数据等信息的乘客显示器、可读取/写入乘客所持车票信息的外置读写器、可以打印销售凭条等信息的单据打印机。第五节 非接触式IC卡车票功能天津城市轨道交通IC采用Mifare One（S50）芯片介质，主要设计目标为天津城市轨道交通地铁员工票、地铁储值票、地铁乘次票。天津城市轨道交通IC卡卡片应用分区设置目录区、应用发行区、电子钱包区、交易记录区、公共信息区，并根据轨道交通的特殊应用设置轨道交通专用分区、持卡人信息区。非接触式IC卡又称射频卡由IC芯片、感应天线组成，封装在一个标准的PVC卡片内，芯片及天线无任何外露部分。它将射频识别技术和IC卡技术结合起来,卡片在一定距离范围(通常为5-10mm)靠近读写器表面，通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。