轨道交通自动售检票系统终端设备嵌入式技术应用  

研发单位:上海申通轨道交通研究咨询有限公司、上海华虹计通智能卡系统有限公司、上海普天邮通科技股份有限公司、上海华铭智能终端设备有限公司、上海怡力工程设备有限公司、同济大学

主要亮点:在采用了具有自主知识产权的嵌入式操作系统 Reworks 等一系列嵌入式技术后,自动售检票系统中的各个组成部分,包括车站计算机、自动售票机、半自动售票机、进出站检票机等系列产品,在国产化率、设备整体性能和技术含量等方面均得到了大幅度的提高,产品标准化工作也向前推进了一大步。

轨道交通自动售检票系统终端设备嵌入式技术应用

        随着中国经济的快速发展,城市轨道交通作为城市公共交通中的重要组成部分进入了一个飞速发展阶段。全国许多城市都相继建成了地铁、轻轨等交通基础设施,极大地缓解了城市地面交通的压力,方便了老百姓的日常出行。

在轨道交通设施中,自动售检票系统承担着售票、检票、计费、收费、统计、清分、管理等任务,与乘客利益息息相关,在像上海这样十多余条轨交线路同时运营,高峰线路的日客流量达 80 万人次的高负荷系统中,自动售检票系统的作用显得越来越重要。城市轨道交通自动售检票系统采用了计算机、通信、微电子、自动控制等当代先进的信息技术,从一个侧面体现了轨道交通的信息化水平。

 

项目介绍

与一般电子类产品的发展历史相似,上海市的轨道交通自动售检票系统在发展过程中也曾暴露出设备结构不统一、部件过分依赖进口、基础技术保守、标准和技术规范匮乏、设备维护和人员培训成本高昂等问题。

长期以来,上海市科委对上海市轨道交通事业的发展极为关注,近年来更是特别重视高新技术在体现上海特色的工业、交通等领域中的应用,为了解决上述问题,及时地组织专家对《轨道交通自动售检票系统终端设备嵌入式技术应用》课题进行了严格论证,并批准其实施。

在上海市科委的大力支持下,由上海申通轨道交通研究咨询有限公司牵头并组织了上海华虹计通智能卡系统有限公司、上海普天邮通科技股份有限公司、上海华铭智能终端设备有限公司、上海怡力工程设备有限公司、同济大学和华东计算所等单位成立了技术攻关和产业化团队,经过近一年的努力,攻克了众多难关,取得了一系列的科研成果,形成了多项具有自主知识产权的软硬件产品。

•  车站计算机系统

车站计算机系统是用于管理、监督和控制自动售检票终端设备、处理各个设备的信息和数据。

终端设备包括进站检票机、出站检票机、自动售票机、半自动售票机、半自动补票机、增票机、验票机。

•  自动售票机

在功能上,自动售票机可使用纸币、硬币,具有纸币和硬币找零功能;独特硬币模块设计,硬币可原币退还,并可循环找零;具有 19~ 21 英寸 红外触摸显示,具有设备状态显示功能;具备储值票、信用卡接受功能;小型化设备宽度,节省 1/4 设备空间;刀片式模块安装,安装维修便捷;平面化维修方式,维修检测直观安全方便。

在性能上,自动售检机具有以下特点:

完全自主知识产权,拥有全部核心代码

操作系统采用微内核技术

操作系统与应用软件一体化

强实时性: 15ms

乘客的操作响应时间: 100ms

状态上报时间延迟: 2 秒

微内核、可裁剪、可扩充;最小内核 30k

支持多个硬件平台: x86 、 ARM

最大限度地隔离硬件平台相关性

性价比出色,完善的技术支持服务

•  单向自动检票机

单向自动检票机具有自动复位的功能,具有外部感应和内部感应二种方式,进站检票机采用外部感应方式,出站检票机采用内、外部感应方式;有足够的传感器对乘客俄通行行为进行监控,能区分大人,小孩,手持行李与手推行李车,并能检测乘客在通道的移动情况,检查到任何非法进入可发出报警声及闪烁提示灯;当发生紧急情况时,进、出站检票机可使三杆垂直落下或门敞开,紧急疏散乘客,便于乘客快速离开付费隔离区。在性能上,单向自动售票机具有以下特点:

完全自主知识产权,拥有全部核心代码

强实时性: 15ms

采用嵌入式技术

操作系统与应用软件一体化

乘客的操作响应时间: 100ms

状态上报时间延迟: 2 秒

启动时间 <20s

微内核、可裁剪、可扩充:最小内核 30KB

支持多个硬件平台: x86 、 ARM

最大限度地隔离硬件平台相关性

性价比出色,完善的技术支持服务

•  双向自动检票机

双向自动检票机用于隔离车站付费区和非付费区,并实现进 / 出站检票功能;在进站端和出站端都安装读卡器,出站端安装车票回收装置,可与邻近闸机组成双向通道。可以灵活地设置为进站模式、出站模式和双向模式,便于根据客流量变化动态调整进出站通道。采用彩色 TFT 液晶显示器,可用丰富的图像手段向乘客提供信息,还可播放公益广告。

在性能上,双向自动售票机具有以下特点:

支持的 CPU 种类丰富,便于跨平台移植;

内核可裁减性好,对主控单元的 CPU 、内存配置要求较低,可以选用主频较低的 CPU ,利于提高主控单元的热稳定性和电磁稳定性。

驱动程序极为丰富,源码开放,可以根据需要重新编写,驱动程序的调试也比较方便。

内核源码开放,对于某些特殊的需求可以修改内核源码实现

•  宽通道自动检票机与自动加值机

宽通道自动检票机流线型外形,彩色嵌条;走票速度快,并且特殊机械结构保证回收装置无卡票发生。

自动加值机操作面板采用斜面设计,采取前开门方式,可接受纸币加值。

•  轨道交通自动售检票嵌入式系统测试平台

轨道交通自动售检票嵌入式系统测试平台具有两大功能,一是支持嵌入式操作系统测试,包括:与 POSIX 的一致性测试、 POSIX 系统调用的健壮性测试、可靠性测试、实时性能测试。

二是支持轨道交通自动售检票系统测试,包括:功能测试、效率测试、压力测试、健壮性测试、可靠性测试。

应用效益

项目实施单位通过针对目标设备的嵌入式操作系统和应用软件的结合研制开发,分别在 WindowsXP Embedded 嵌入式操作系统、开源 Linux 操作系统和自主产权 ReWorks 操作系统等几方面进行了比对攻关。在采用了具有自主知识产权的嵌入式操作系统 ReWorks 等一系列嵌入式技术后,自动售检票系统中的各个组成部分,包括车站计算机、自动售票机、半自动售票机、进出站检票机等系列产品,在国产化率、设备整体性能和技术含量等方面均得到了大幅度的提高,产品标准化工作也向前推进了一大步。实现了终端设备技术的更新换代和应用软件的标准化,达到多家终端设备的兼容和互换。这项工作的完成不仅便于产品的升级换代,而且设备的维护成本,操作人员的培训费用也将大幅下降。同时,一个围绕轨道交通自动售检票系统的完整产业链群体已经基本成型,每种设备都可有两家以上的生产企业提供产品,确保了技术和产品稳定的规模支持。

在攻关过程中,为了形成产品覆盖面和技术的相互借鉴,研发团队分别在 Windows 嵌入式操作系统、开源 Linux 嵌入式操作系统和自主产权 ReWorks 嵌入式操作系统几个方面都进行了研发攻关,目前都达到了预定的目标,都取得了计划中的成效。特别是在开源 Linux 操作系统和自主产权 ReWorks 操作系统的基础上都开发出了车站计算机系统、自动售票机、半自动售票机、进站闸机、出站闸机和双向检票闸机等系列化产品。

上海轨道交通售检票系统 的嵌入式车站计算机系统和终端设备的研制成功 标志着本市 轨道 交通售检票行业迈入了一个新的发展阶段,向全国乃至世界展示了上海企业在这一领域的技术实力。同时也 使上海轨道交通自动售检票系统在 2005 年实现“一票换乘”的基础上又上了一个新的台阶,为上海企业更多地参与全国其他地区的轨道交通建设,为了将来走向世界打下了坚实基础。