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AFC系統 查看眾多案例,選擇適合您的設備!

 

從1863年倫敦建設第一條地鐵開始,軌道交通以其安全、舒適、快捷的突出優勢,得到越來越多城市的歡迎。截至2008年底,國內已有10座城市建成運營30條城市軌道交通線路,運營里程已達813.7公里。目前城市軌道交通發展最快的京、滬、穗三地的運營里程都已突破百公里,其中運營里程最長的上海已達235公里左右,北京達198公里,廣州則超過117公里。現在,全國有30多個城市在建和擬建軌道交通,軌道交通已經不但成為解決交通擁擠難題、改善城市環境、構造立體交通網絡的最佳方案,同時也成為解決國內就業、提供經濟增長的新方向。

軌道交通自動售檢票系統(AFC)以軌道交通售票、檢票、計費、收費、統計、清分、管理等全過程的自動處理為目標,對地鐵運營公司而言,提高了地鐵系統的運行效率和效益;對乘客而言,則避免了排隊購票,“找零”、人工檢票的繁瑣,出人地鐵更加快捷方便。AFC系統是軌道交通最基本、最重要的系統之一,也是國家重點要解決的三個國產化系統之一。

摘要

在人與人的相處中,最重要的事情就是溝通。只有溝通順暢,才能保證高效。而在任何一個復雜的自動化系統中,最重要的就是通訊,保證了通訊才能保障系統的有效運行。AFC車站網絡經歷了從串口總線到商用以太網,最后走到工業以太網。MOXA作為國內及世界知名的工業通訊產品制造商伴隨著AFC網絡的升級走到了今天。所有的設計,均以實際應用為導向,實現了與客戶的雙贏。


一、AFC系統的組成及通常設備接口
AFC系統按照層次可分為:綜合中央計算機系統、線路中央計算機系統、車站計算機系統、車站終端設備SLE、車票卡等。
按照功能可分為:面向乘客系統、面向地鐵管理系統。
面向乘客系統中的設備可分為:票卡、自動充值機、自動售票機、自動驗票機、頂棚導向標志、閘機等。
面向地鐵管理系統中的設備可分為:服務器、編碼分揀機、UPS、打印機、計算機工作站、工業以太網交換機等。
面向乘客系統中,需要把紙幣模塊、硬幣模塊、單程票發售、讀卡器、LCD顯示屏、頂棚導向標志等設備綜合有機的結合在一起。
所有的這些模塊提供的接口一般是:RS-232/RS-485串口、USB 、VGA、 10/100Mbps網口、DI/DO。

二、AFC監控網絡核心——嵌入式電腦
AFC現場控制的核心思想就是將所有縱向及橫向的系統有機地結合起來,通過算法分析,最終實現最人性化的自動控制。而所有這一切的核心就是嵌入式電腦。各個在閘機、TVM、BOM中的嵌入式電腦負責采集現場檢測設備的信息,處理后存儲本地票卡金額并傳給車站控制室,繼而傳遞給清分中心,而線路中央計算機系統的控制命令則發給嵌入式電腦,再由嵌入式電腦直接控制相應設備。平均20個左右車站需要購買含有嵌入式電腦的TVM、閘機等接近900臺的設備。而且,在本地控制中心與嵌入式電腦通訊中斷的情況下,嵌入式電腦仍然具備獨立控制現場設備的能力。由此可見,嵌入式電腦是整個系統運轉的核心所在,因此它應是高效且高度可靠。但目前大多數的TVM、BOM制造商為了降低成本,多使用裸露的單板電腦作為系統的核心控制部分,這些由飛線、風扇、PC104模塊拼湊而成的產品,在4年左右的周期就會頻繁的發生故障。


針對這種情況,MOXA 做出AFC設計專有嵌入式電腦——V2400系列產品,來解決當前的問題。


AFC專有的嵌入式電腦,應該符合以下的特點:
1、    產品應為一體化金屬密閉外殼設計,以抗灰塵和防止電磁干擾。
2、    產品應為無風扇設計,并采用鋁合金等外殼來進行導熱。
3、    產品應為低功耗設計,以防止過熱宕機。
4、    產品應具有足夠的DI/DO、模塊化的串口、USB口、網口、顯示口。
5、    產品內部PCB板應為高集成化設計,不應具有飛線及非必要擴展槽。

三、AFC監控傳輸通路——工業以太網


除了在閘機TVM這些設備內部的嵌入式電腦本身必須具備高性能以外,貫穿于整個系統的通訊網絡則是保證嵌入式電腦成為控制核心的關鍵。隨著地鐵建設技術的不斷完善,2-3條線路的換乘車站已經越來越多,換乘站內的TVM、BOM、閘機等設備隨著人流量的增加也越來越多,設備內部的嵌入式電腦就越來越多,這就意味著網絡的結點在不斷增加。通訊網絡不僅要具有較高的通訊速率以保證大量數據的有效傳輸,還必須具有容錯的能力以提高通訊的可靠性,即網絡上出現故障時能夠實現自恢復,同時,構成通訊網絡的設備必須滿足工業級要求,以適應隧道內苛刻的工作環境。

工業以太網設備,主要應用在車站現場網絡,車站控制室網絡及線路中心網絡中。一般車站現場網絡需要的是2層工業以太網交換機設備,而車站控制室網絡及線路中心網絡因為需要隔離一些網段的通訊,需要的是3層以太網設備。

傳統的2層工業以太網交換機,在AFC系統的使用中遇到的問題有兩種。一、傳統工業以太網交換機一般是24V直流電對其進行供電。但AFC現場UPS接來的電源是220V交流電,普通交換機必須配備電源適配器才能進行工作,而電源適配器增加了故障的節點。而非原廠電源適配器的不穩定工作,也容易造成數據的丟失。二、普通現場工業以太網交換機主要考慮的是抗電磁,而灰塵及振動是一個通常被人忽略的問題點,利用RJ45水晶頭來連接交換機設備,往往會因為3年后灰塵的問題造成接觸不良,從而造成數據的丟失。

MOXA貼合AFC運營,設計制造了TN-5508/5516等系列產品來解決上述問題。

MOXA建議在預算良好的情況下,應使用AFC專用工業以太網交換機,這樣可以獲得更好的免維護性。


AFC專業的現場2層工業以太網交換機,應至少符合以下特點:
1、產品為220V交流電直接輸入,不使用外接電源適配器
2、產品為IP54高防護等級防止灰塵侵入
3、產品為M12接頭接線,不使用RJ45接口
4、產品具備自動備份配置器,讓網管成為流程,而并非是技能。

而在車站控制室網絡及線路中心網絡使用的3層以太網交換機,未使用工業以太網,而使用商用以太網產品,通常面臨3種情況。第一,在使用商用以太網產品后,集成商面臨的最大的問題是,如何在一個線路中心的網管工作站有效的管理2套廠家的產品。第二,業主面臨的最大問題是,在備品備件上的復雜性及重復投資。第三,當業主面臨商用3層以太網交換機風扇壞掉的情況下,根本無法采購備品備件,只有面臨夏天來臨時頻繁的宕機和領導的責罵。第四,商用3層以太網交換機根本無法對抗那些地鐵電力機車產生的看不見的電磁干擾。 MOXA貼合AFC運營,設計制造了PT-7828等系列三層工業以太網產品來解決上述問題。

MOXA建議,在車站控制室網絡及線路中心網絡應與車站現場網絡采用統一品牌的交換機產品,這些3層工業以太網交換機,應至少符合以下特點:

1、產品應符合EN50121-3標準,具有鐵道電磁兼容耐受性。
2、產品應為220V交流電直接輸入,不使用外接電源適配器
3、產品應為無風扇設計。
4、產品具備自動備份配置器,讓網管成為流程,而并非是技能。

四、AFC頂棚導向標志布線優化——主動式以太網I/O

地鐵車站內導向標識系統主要功能是引導乘客安全、順利及迅速地完成整個車站的旅程,避免乘客滯留在車站內引起擁塞。在緊急疏散時,導向標識必須能清晰地引導乘客順利地離開危險區域及車站。 國內有的地鐵比如北京地鐵,就把閘機上方的頂棚導向標志,劃分為AFC專業的范圍內。


這些頂棚導向標志,對外的接口一般是DI/DO來控制,通常是用硬接線直接連接至閘機控制器上面。

這樣的方式有它的優點:就是嵌入式電腦程序編制可以比較簡單。但也有其弊端:在客流量有變化后,或者是新換乘站開通后,當業主希望根據更改閘機的位置的時候,就得重新來布線,多而繁雜的線是大部分的工程上不愿意看到的。

在以前,現場網絡是串口通訊的情況下,改變舊有的架構非常困難。當以太網技術廣泛應用在AFC系統中后,我們在僅僅添加一枚主動以太網的I/O,就解決了布線的困難。讓以往的多根硬接線從天到地,變成了一條網線聯通天地。


MOXA貼合AFC運營,設計制造了E2212遠程主動式以太網I/O產品來解決上述問題。


MOXA建議,頂棚導向標志控制I/O,應至少符合以下特點:
1、產品為軟件選擇I/O通道類型
2、產品為支持PNP或NPN類型的傳感器
3、產品為通過TCP/UDP/E-mail/SNMP trap立即報告事件
4、產品可以實現本地控制并發送消息

結語:

AFC車站監控系統現場網絡選用單環網M12接頭高防護等級的工業以太網方案即使單個節點之間出現故障,也不會導致整個系統網絡的癱瘓,從而大大提高了系統的穩定性。此外,使用高性能的嵌入式電腦是提升整個AFC系統網絡的關鍵。頂棚導向標志采用主動式以太網遠程I/O后安裝調試更加的方便,尤其是為現場布線提供了更加便捷的方式。

工業以太網進入AFC系統后,使整個網絡具有了較高的性價比。

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