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1、基于物联网的地铁车站级 AFC 信息管理系统研究摘要：地铁日常运营管理当中，往往会存在信息不顺畅的问题，比如在管理钱票箱时，或是在处理乘客事务时，还或者是在对设备进行维修管理时都会出现。对于这些信息不顺畅的问题，在现阶段可利用互联网全面感知，信号传送及及时处理的特点，再加上无线射频识别技术，就能搭建以物联网为基础的地铁自动售检票（AFC）信息管理系统。实施这套系统之后，可以提高地铁运营商的管理水平，让信息流通更加顺畅。关键词：物联网；车站计算机系统；信息管理系统；在城市交通运营当中地铁是主要的承担工具，一个城市发展的速度是离不开高效的地铁运营，也是社会各界关注的一个重点。与此同时，“物联网”被
2、称为继计算机、互联网之后世界信息产业第三次浪潮；不仅能全面感知物体，还具备可靠传送和智能处理信息的能力，是可以让物体之间互相连接的一个信息网络，不再拘泥于个人用户网联网终端，而是由个人 PC 端伸展到任何需要实时管理的物品，人与物之间的信息交流得到加强 。通过物联网可加强物理世界和信息世界的联系，能及时感知控制信息，还能对信息进行反馈，让地铁的运营效率得到大大提高，节省运营成本。一、地铁运营管理现状现阶段地铁运营管理基本上都在使用自动售检票系统，即 AFC 系统，此系统是利用计算机通信，还有网络传输及自动控制等相关技术，让售票、检票、收费、统计、管理、清分等操作实现全过程自动化。一般可分为车票
3、、车站终端设备、车站计算机（）系统、线路中央计算机 （）系统和清分（）系统部分 。但该系统在实际运营当中，有关部门出于信息安全等因素，自动售检票系统仅在中高层管理部门实行信息化，而在地铁现场一线的员工，日常工作还是主要通过纸质文件和传统电话等形式对自动售检票系统（AFC）系统进行管理。经实际调查得出，地铁运营管理现状主要存在以下具体问题。1.1 钱票箱管理问题虽说现阶段工作人员可以依靠车站计算机系统可实时查询钱数和票卡数，但一般没有预警提示功能，这就需要工作人员按照自己的工作经验不定期的通过车站计算机系统检查钱数和卡数。此种方式效率低下，紧急事件预见性差，应对能力不强，失误率也增高，并且不能实
4、时监控钱票箱的状态。当前大多数一线员工均采用纸质文件对钱票箱进行库存管理，管理工作量大且效率低下，对于破损和丢失票卡的情况统计量很大。1.2 处理乘客事务 使用手工报表增加统计工作负担，且需要大量的纸张，在处理乘客事务过程当中，主要是通过工作人员自身的感知去处理，处理不当往往会出现失误。 1.3 设备维修管理出现问题首先巡检工不能及时了解设备当下状态，就不能及时派遣、调度维修人员。设备需要维修时需要向中央工班申请，造成维修人员不能及时去现场对维修设备。并且在维修时会由其他部门来配合完成，责任不够明确，维修效率不能提高。 通过以上问题分析得出，在地铁自动售检票（AFC）系统中出现信息化不顺畅的问
5、题，设备管理与一线执行员工信息通道不够顺畅，不能有效交流。其根本原因就是一线执行员工不能全面掌握相关信息，缺乏一个让钱票箱、购票设备和乘客事务处理等问题实时交流的平台。因此去搭建一个平台让钱票箱流转顺畅，并且能够智能客观化处理乘客事务，对设备进行高效管理，值得大家深思和关注。二、基于物联网的地铁车站级 AFC 信息管理系统探索针对目前地铁运营存在的主要问题，利用信息管理系统去解决这些问题。通过该系统的平台，便能对钱票箱进行实时监控，处理乘客事务时做到高效化、无纸化，能够及时了解到设备运行和维修的状态，从根本上解决地铁运营时信息不流畅的问题。2.1 AFC 信息管理系统总体目标 此系统可以让不同
6、车站间的信息进行互相分享和交流，使用对象主要是车站的一线工作人员与管理人员 1 。该系统达到的目标如下：（1）可以对票钱箱进行实时监控，对于出入库管理实行自动化，票务和账务管理工作的安全性和信息化水平得到提高。（2）无纸化处理乘客事务，可以更加方便查询和统计，工作效率得到提高。（3）设备的运行和维修进程及巡检工作做到可视化，维修效率得到提高。（4）对员工进行信息化管理，可以及时调阅员工工作的状况，可以将员工的二维码在对应的操作当中进行绑定，落实到具体的个人，实行责任制，可提高员工工作积极性。（5）实施该系统之后，不仅能提高运营商的管理水平，还能实现信息共享，实施监视控制2 。 2.2 系统体系
7、结构在物联网经典体系架构当中有感知层、传输层和应用层之分。现阶段又提出了应用于矿山物联网的感知层、解析层、传输层、处理层和应用层的层结构 3 ，如图 1 所示。地铁系统管理的覆盖面广，且需要的信息量大，采集数据的点较多，所以为了让传输层免受到超负荷的压力，让信息可靠安全的传递下去，故在感知和传输层之间又增添了解析层 3 ，此层的作用主要是筛选感知层搜集到的信息，按照需求再去传送到传输层。而增加的数据库层，主要对数据信息进行存放和处理。所以现在信息管理系统物联网结构体系由感知层、解析层、传输层、数据库层和应用层组成。（）感知层：物联网的最基础的功能就是识别物体和采集信息。本系统主要采用物联网最基
8、本也是最关键的 RFID 技术，即无线射频识别技术，通常由电子标签、读写器和信息处理系统组成。 4 利用射频信号自动识别钱箱以及票箱标签当中的相关信息，可以对物体和位置以及路径进行识别，便可做到采集数据，以及对设备进行控制。（）解析层：感知层实时采集的数据在读写器接口处被接收，再利用中间件服务器把收集来的信息进行进一步的修复筛选和解码，再利用数据接口把有用的信息进行上传。（）传输层：主要对数据进行接入和传输，处理末梢和骨干网络在接入数据的问题，对组网进行控制，对信息进行汇集，将获得的数据信息通过该层发送到数据服务器。（）数据库层：将传输过来的信息数据进行分门别类，在分类存储，就能查询和上传，可
9、供应用层去提取分析这些信息数据，并将指令信息回传到给设备 4 。（）应用层：按照行业需求，再利用各种不同的应用服务器，利用专业技术，实现物联网下的地铁信息一体化模式构建。图 1 基于物联网的地铁车站级 AFC 信息管理系统结构2.3 系统功能模块组成 现阶段的信息管理系统以物联网为基础，由钱箱管理、票箱管理、乘客事务管理、设备管理和数据管理模块组成，不同模块实现不同功能。2.3.1 钱箱管理 钱箱管理模块主要作用有以下几点，首先对将满或满额的钱票数量发出预警，然后对钱票箱的静动态进行监控和追踪，同时对于车票以及对应钱款流动进行统筹和处理。2.3.2 票箱管理 票箱管理与钱箱管理的重要区别就是闸
10、机的联网处理。闸机的作用是回收车票，与TVM 的票箱功能正好对立，同时我们可以利用票箱的物联网化管理进行车票丢损的情况预测，以便及时进行补票生产。2.3.3 乘客事务管理该模块负责对乘客发生的事务进行电子录入，可以智能化解决乘客遇到的困难，让员工工作变得更加轻松，减少出错率。对地铁运营实现全数字化起到很重要的作用。2.3.4 设备管理 虽然 AFC 系统已经包含了设备状态管理，但现阶段因为出于安全等因素的考虑，AFC系统里的设备信息只有管理层有权看到，而巡检工作人员只能通过上级电话通知，才会知道设备具体的情况，造成维修延迟。而设备管理模块就是为了解决这个问题，此模块通过与系统的交互，可以快速获
11、得设备状态具体信息，直接面对维修工班，可以在第一时间赶赴现场对设备进行维修，让运营效率更加高效。2.3.5数据管理 此模块对人员信息、文档、系统进行管理。可以对信息数据集中管理，工作人员在登录该模块之后就能查看和打印其他模块的报表，浏览或是下载公司的制度与规定。三、物联网综合技术在当前地铁站 AFC 框架当中的体现3.1 物联网的射频识别技术首先是射频识别技术,又称为 RFID 技术或电子标签技术,其工作原理在于通过射频信号自动识别使用自动售检票系统的目标对象并获取其使用的相关数据,并通过解读器读取信息解码后,进行有关数据处理, 实现信息共享。 当前这项技术最典型的的应用是汽车防盗与无钥匙开门
12、系统，该系统旨在起到汽车防盗的作用，利用一种静可以封装到汽车钥匙中的射频卡，系统语音提示钥匙正确，并自动完成对码、解锁发动机电脑，否则语音报警，发动机电脑处于闭锁状态，利用汽车中计算机也能实现防止短路点火的目的，以实现防盗功能。3.2 物联网的传感技术其次, 物联网的传感技术在自动售检票系统中应用的也十分广泛,所谓传感技术,即利用传感器、换能器进行信息识别、信息处理、规划设计、应用升级等活动。这一使相关人员在自动售检票系统被用户使用的过程中发现当前自动售检票系统存在的不足,并及时等到修复或改正, 使用户拥有更完美和完整的用户体验。这项技术的典型应用为 MEMS（微机电系统），物联网时代 MEM
13、S 凭借其成本低、功能强、体积小等优势成为传感器主要生产技术，它拥有非常广阔的应用前景，例如微加速度计可以用在汽车安全气囊中，一旦汽车发生交通事故，加速度将会增大，利用微加速度计即可判断是否发生了撞车事故，一旦发生了交通事故，微加速度计即可发出指令，弹出安全气囊，保证司机与乘客的安全。3.3 物联网的智能嵌入技术最后, 除了以上两种物联网技术, 智能嵌人技术在自动售检票系统中的应用也十分广泛,并具有极大的意义。智能嵌人技术在自动售检票系统中的应用一般多利用接入和嵌入式安全技术将用户使用自动售检票系统的用户体验等信息,经过加密处理后,智能嵌入到应用系统中。智能嵌入技术在自动售检票系统中的应用能够
14、做到将自动售检票系统的硬件系统和软件系统完美的固化到一起,从而使具备信息计算功能和网络接人的智能物品快速地进行信息交互5 。这项技术目前已经在家庭与工业各个领域中得到了广泛应用，嵌入式系统处于单独应用阶段中，核心为 MCU，与监测、指示设备及伺候等实现一定功能，例如通过 Internet远程监控加重事态进展情况，可以将带电子采集器的煤气表、电表等信息发送给终端，也可以集中噢控制灯光、DVD 等设备。四、总结地铁车站级信息管理系统以物联网为基础， 综合应用计算机和网络以及多媒体技术，是一个将地铁票卡、财务管理流程和运营维护流程集一体的综合系统。可以做到对钱票箱实时监控，还能做到途中跟踪，以及对签
15、票出入库进行自动化管理。利用系统的信息化方式，在处理乘客事物时做到无纸化和智能化，在利用集成系统，可以统一对设备进行维修管理，保证设备维修的及时性，并且可以针对性对设备进行维护保养。在地铁运营管理中实现信息共享与实时控制两大目的，为今后地铁早日实现全数字化打下基础。在现阶段物联网盛行的环境中，建设基于物联网的地铁车站级信息管理系统可以满足地铁运营管理的需求，还能满足国家建设信息产业的大方针，是时代发展的一大成果。参考文献：1胡向东.物联网研究与发展综述J.数字通信,2010(4):20. 2许立新,陆斌.城市轨道交通自动售检票系统国家标准解读J.通信与广播电视,2006(1):313解海东,李松林,王春雷,等.基于物联网的智能矿山体系研究J.工矿自动化,2011(3):64.4许立新，张卫宁网络技术在南京地铁 AFC 系统中的应用J通信与广播电视，2006（1）：255许立新,张卫宁.网络技术在南京地铁系统中的应用J.通信与广播电视,2006(1):25.
