一、AFC系统简介

AFC系统是轨道交通运行中普遍应用的现代化联网收费系统，主要包括计算机系统（CC）、车站计算机系统（SC）、自动售票机（TVM）、人工补票机、闸机、编码、分拣机等子系统，实现了轨道交通售票、检票、计费、收费、统计、清分、管理等全过程的自动处理，提高了地铁系统的运行效率和收益，也让乘客出入地铁更加快捷方便。

地铁AFC系统是基于计算机技术、网络技术、现代通讯技术、自动控制技术、非接触IC卡技术、大型数据库技术、机电一体化技术、模式识别技术、传感技术、精密机械技术等多项高新技术于一体的大型系统。该系统采用全封闭的运行方式，以及计程、计时的收费模式。以非接触式IC卡为车票介质，通过高度安全、可靠、保密性能良好的自动售检票计算机网络系统，完成地铁/轻轨运营中的售票、检票、计费、收费、统计等票务运营的全过程、多任务自动化管理。

AFC系统从结构上可划分为四层，每一层都包含相对独立的职能，同时通过网络通信系统将各层连接组成一个完整的系统。

首层：ACC及一卡通系统ACC系统是城市轨道交通网络化运营条件下AFC系统的管理中心。其主要功能是统一城市轨道交通AFC系统的各种运行参数、收集AFC系统产生的交易和审计数据并进行数据清分和对帐、具备数据管理、客流分析、票卡发行、票务管理功能，同时负责连接城市轨道交通AFC系统和一卡通清分系统，可适应多线路自动售检票系统联网运营模式。

第二层：LC系统LC系统是AFC系统的核心和大脑，是系统的运营管理中心和交易数据存储、分析中心，用其实现线路设备监控、运营管理、数据的集中采集、各种业务报表处理。LC可以接收ACC系统下发的运营参数并下发至车站计算机系统及车站终端设备，同时接收终端设备上传的各类交易和管理数据，并按照票务清分系统的要求上传，实现清分对账功能。

第三层：SC系统SC系统是直接控制车站终端设备的基本管理单元，负责对车站系统运营、票务、收益、维修等的集中管理。SC系统接收LC系统下达的各类运营参数并下发给各终端设备、接收终端设备上传的交易数据等并转发给LC系统。另外，系统操作员还可以通过在SC工作站上设置命令，来控制车站系统的运营，及车站设备的运行。

第四层：车站终端设备车站终端设备安装在各车站的站厅，包括各类操作终端，如自动售票机、自动检票机、半自动售/补票机、自动查询机等，直接对乘客提供自动售检票服务。车站终端设备通过车站网络连接到车站计算机系统，将数据上传至SC并接收SC下发的参数及指令。

二、网络架构

AFC系统网络架构，包括AFC与ACC系统连接、LC系统与SC系统连接两部分，网络架构图如下所示：

AFC系统网络架构

机房配备两台防火墙、两台路由器，分别设置主备模式，接入ACC系统。路由器将AFC与ACC两个不同网络的数据信息进行“翻译”，以使数据在两个系统之间进交互。网络防火墙具备较强的访问控制、IP地址翻译和映射、网络访问记录统计等功能，可以限制外部网络对内部网络的非法访问、按规则接收或拒收数据包、在网络层对数据包进行模式检查。

计算机系统通过以太网连接了数据库服务器、通讯服务器、网管服务器、报表服务器、历史服务器、病毒服务器等多台服务器，还连接了LC管理工作站、打印机等设备。计算机系统通过专用OTN网络与车站计算机系统、车站终端设备进行连接，从而构成一个完整的AFC系统。

机房由两台三层交换机作为核心交换机，配置主备模式，当主交换机产生故障时，自动切换至备机运行。车站网络通过传输环网接入核心交换机，每个车站设置一个子网，避免单个设备发生故障，造成网络环境阻塞，导致广播风暴的问题，保证了系统的安全运行。另外通过设置将各车站与生产核心网络进行隔离，使车站与车站之间互不影响，核心网络不受影响，提高系统的稳定性。同时LC工作站网络也单独划分了vlan，与车站网络隔离，提高系统的安全性。

三、网络需求分析

AFC作为轨道交通的票务收集系统，对轨道交通的正常高效运营非常重要，对IT系统和承载网络都有较高的要求。由于AFC系统通信节点众多，业务流程复杂，所有数据都需要通过网络在各节点之间传输，如果交易数据丢失或者损坏则会直接影响收益。

因此AFC网络需符合以下要求：应具有高可靠性，以保证业务处理稳定运行；应具备高安全性，保证所有网络信息的机密、完整、可用；应易于管理，方便操作人员维护；应具有完善的自诊断功能及高度数据传输安全性。

AFC系统处于独立专网之中，与外界网络隔离，具体架构如下图所示。系统核心交换机、防火墙、路由器之间运行OSPF动态路由，各设备接口间开启OSPF协议，相互学习地址，同时保证了网络的冗余性，当网络中有节点发生故障时，OSPF可以计算可用路由，使网络及时恢复，提高系统高可用性。

四、ISTRON解决方案

ISTRON为AFC系统提供了可靠的高速荣誉网络，主要包括：采用独有的StronRing快速自愈技术，提供20ms快速自愈，减少网络故障导致的宕机时间；StronNet全功能网络管理软件，包含了网络生命周期的调试、维护、诊断过程等；网络VLAN划分等。

1、专有技术StronRing协议

环网的好处在于提供了单点故障保护功能，其中的1个环在发生单点故障的情况下，网络传输通道在50ms内进行切换，使系统的运行不受故障的影响。冗余切换机制采用专有技术StronRing协议，切换原理如下：

StronRing冗余环网基于iStron公司专利技术，具体工作原理如下：

StronRing冗余环网协议

在如上图所示的一个环形结构中，设定Switch A作为这个环的冗余管理器（Redundancy Manager），则Switch A设定连接环的两个端口的其中一个将作为逻辑断点，即图中端口1为逻辑断点，则线路1对于数据传输来说是断开的，通常情况下不能够用于传输数据，所有用户数据的传输都在其他线路上进行。

作为冗余管理器的Switch A每20ms从连接环的两个端口发送控制检测帧（Watch Dog），用来检测整个环形线路的通断情况，线路1能够进行控制检测帧的传递。作为冗余管理器的Switch A通过发送和接收控制检测帧（Watch Dog）来判断传输线路的传输是否正常。

当环中某一处线路发生中断时，作为冗余管理器的Switch A将收不到控制检测帧，这时，Switch A将接通原来作为逻辑断点的端口，通讯恢复正常，恢复时间在全千兆传输速率、整个环上有100台交换机的情况下不超过20ms（网络自愈恢复包括链路恢复及地址表更新）。

总体来说，环网自愈恢复功能提供了一种网络单点故障情况下数据传输的保护功能，能够在环网出现单点故障（链路故障、网络设备故障）的情况下，在极短的时间内恢复数据传输的能力。

2、网络VLAN划分

综合监控1~100，每个车站拥有独立的VLAN，VLAN_ID等同车站号。需保证每个车站每个直连的子系统有一个不冲突的网关。为保证不冲突，可以使用IP第二段和第三段进行区分。建议给综合监控一个A类网址。

VLAN架构

3、网络管理软件

系统设置网管服务器，安装飞思网巡网管软件，对整体网络实现监控管理。通过此软件可以自动发现新增网络接点，检测网络连接，生成网络图，用图形方式显示网络拓扑结构及网络节点内设备、端口及线路，以便及时发现系统的安全漏洞，排除网络故障，保障系统安全性。

AFC系统中网络设备多种多样，因此针对不同的设备应采取不同的管理方法。例如通过网管软件实时查看整体网络运行状态；通过IE方式登录核心交换机查看具体配置，对参数进行修改；使用远程telnet方式，也可以使用console登录方式查看防火墙状态，配置访问控制。另外我们需要定期检查计算机网络物理连接线路，可以通过网络界面监控和光纤测试仪的测试，对线路的工作状况进行实时的监控，保障线路的通畅。 

计算机网络难免会出现故障，例如物理线路损坏、网络设备硬件故障、网络配置错误等，这些都会影响系统的安全运营，因此我们要加强对网络故障的诊断处理工作。通过日常巡检和定期维护及时发现问题，并记录每次故障的具体原因及解决方式，为日后网路故障的诊断维修提供可靠的参考数据，减少网络故障发生。

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