公共交通电子收费系统
二○○五年七月
目 录
1 概述................................................................................................................................................1
系统建设目标与意义..............................................................................................................1
设计依据..................................................................................................................................1
系统设计原则..........................................................................................................................2
系统特色..................................................................................................................................3
2 系统总体设计................................................................................................................................4
系统组成..................................................................................................................................4
系统基本运作模式..................................................................................................................4
系统结构..................................................................................................................................5
系统组织结构...........................................................................................................5
网络结构...................................................................................................................6
3 系统实施方案.................................................................................................................................7
系统功能结构..........................................................................................................................7
公交数据管理中心系统..........................................................................................................7
功能结构...................................................................................................................7
功能描述...................................................................................................................8
数据管理................................................................................................................8
运营管理数据管理................................................................................................9
收益数据管理........................................................................................................9
交易数据管理......................................................................................................10
后台监控管理......................................................................................................10
报表管理..............................................................................................................11
交易对帐..............................................................................................................12
GPS 动态调度、决策、规划管理 .....................................................................12
运营结束管理......................................................................................................12
运营公司计算机系统............................................................................................................13
功能结构.................................................................................................................13
功能描述.................................................................................................................13
数据管理..............................................................................................................13
运营基础资料管理..............................................................................................14
收益管理..............................................................................................................14
报表管理..............................................................................................................14
4 网络系统设计...............................................................................................................................15
网络应用需求分析................................................................................................................15
网络设计方案........................................................................................................................15
公交数据管理中心局域网方案.............................................................................15
广域网方案.............................................................................................................17
5 终端设备......................................................................................................................................17
车载收费机............................................................................................................................18
车载收费机功能说明.............................................................................................18
车载收费机技术指标和技术状态.........................................................................18
司机小键盘............................................................................................................................19
司机小键盘功能.....................................................................................................19
司机小键盘技术指标和技术状态：.....................................................................20
数据收集器............................................................................................................................20
数据收集器功能.....................................................................................................20
数据收集器技术指标和技术状态.........................................................................20
接触卡通用读卡器................................................................................................................21
接触卡通用读卡器功能.........................................................................................21
接触卡通用读卡器技术指标和技术状态.............................................................21
非接触卡通用读卡器............................................................................................................21
非接触卡通用读卡器功能.....................................................................................21
非接触卡通用读卡器技术指标和技术状态.........................................................22
1 概述
系统建设目标与意义
随着我国国民经济建设的蓬勃发展和具有中国特色的社会主义市场经济体制的迅速完
善，各个行业都在积极使用现代化的手段，不断改善服务质量，提高工作效率。市公共交通
系统实施的公交“一卡通” 系统是指在消费者与交通运输服务部门之间以 IC 卡为传递消费、
服务和结算信息的核心手段，运用先进的计算机、通讯和 IC 卡技术建立的交通运输行业的
电子收费管理系统，通过在市公交部门推广使用统一规范的 IC 卡，使消费者手持一种 IC 卡，
即可方便地替代现金结算任意乘坐公共汽车、出租车等交通工具。此工程完成后将为市民的
出行带来极大的便利，同样也简化各公交运营公司的收益处理程序，提高数据统计和分析的
准确性。
整个工程包括：
1）管理中心
建立票卡发行、充值等服务网点，包括：汽车总站、银行办事处、24 小时便
利店等；
建立市城市公共交通电子收费系统清算平台；
建立客户服务系统，包括：客户服务中心及密码管理中心。
2）公共交通 AFC 系统
建立市城市公交数据管理中心 (PTDMC)；
市现有公共汽（电）车、出租车安装“一卡通”票卡收费设备；
部分公共汽（电）车总站安装交易数据采集设备及车站计算机系统；
公交运营公司营运管理系统设备。
设计依据
国务院办公厅国办发[1997]22 号《国务院办公厅关于加强集成电路管理有关问
题的通知》
国家金卡工程协调领导小组国金卡[1998]003 号《关于引发〈集成电路卡注册管
理办法〉的通知》
建设部 IC 卡应用管理领导小组办公室建卡办[1998]12 号《关于建设事业 IC 卡
注册管理有关问题的通知》
国家标准汇编《计算机软件工程规范》1998
《中国金融集成电路（IC）卡规范》
ISO7816 系统标准
ISO14443-1，-2，-3，-4 非接触 IC 卡物理特性、电气特性、初始化与防碰撞、
传输协议等
GB8567-88 计算机软件产品开发文件编制指南
GB9385-88 计算机软件需求文件编制指南
GB9386-88 计算机软件测试文件编制规范
GB/T 12504-90 计算机软件质量保证计划规范
ISO8583：1993 产生包文的银行卡、交换报文规范、金融交易内容
GB1526-89/ISO5807-1995 信息处理
GB/T8566-1995 信息技术生存期过程
GB9813-86 微型数字电子计算机通用技术条件
GB/-92/ISO2233-1986 包装、运输包装件、温湿度调节处理
GB/T -1998/IEC 61000-4-3：1995 电磁兼容 试验和测试技术 射频电磁
场辐射抗扰度试验
GB/T ～ –92 包装、运输包装件、跌落试验方法与包装、运输包
装件、滚动试验方法
GB/-1998/IEC 61000-4-2:1995 电磁兼容 试验和测量技术静电放电抗扰
度试验
-87 电工电子产品应用环境条件地面车辆使用
GB -86/IEC605-7-1978 设备可靠性试验 恒定失效率假定下的失效率与平
均无故障时间的验证试验方案
GB9254-1998 信息技术设备无线电骚扰限值和测量方法
GB/T 17618-1998 信息技术设备抗扰度限值和测量方法
EIA／TIA－569 电信通道和空间的商业建筑标准
EIA／TIA．XXX 民用建筑通信管理标准
EIA／TIA－606 商业建筑的电信通道结构的管理标准
EIA／TIA-607 商业建筑的电信通道接地标准
GB/T 4754-94 国民经济行业分类与代码
系统设计原则
从以往大型项目的集成经验出发，我们认为电子化服务应用系统建设重点应立足于以下
几个原则来设计系统：
安全性
系统涉及到用户帐号、IC 卡标识、清算数据、各运营公司生产数据等重要数据。由于
通过 TCP/IP 传递数据的数据没有被加密，数据有可能被窃取，特别是当传递一些敏感数据，
比如信用卡帐号、密码口令等信息。因此，要求系统具有高安全性，保护数据不被非法用户
偷听、篡改、假冒或破坏。在数据的采集、存储、传递、交换和使用过程中都要设置安全机
制，确保数据的正确性和可信度。制定严格的用户使用原则和管理制度，采用先进的技术手
段，以确保网络上的各种活动遵守国家法律和法令，确保网络安全，防止数据泄漏，保护用
户的合法权益。
高可靠性和高可用性
计算机系统的可靠性和可用性，不仅影响交易业务的正常进行，而且是市公用事业社会
形象的保障。鉴于整个系统每天处理数据量较大，并且会涉及到清算数据、帐号等关键性数
据，系统的稳定性要求相对较高，任意时刻系统故障都有可能给用户带来不可估量的损失。
要求系统的软硬件具有较高的可靠性和可用性，能保证系统长时间稳定有效的工作。具体来
说，可靠性应达到 以上，可用性应达到 %以上。
标准化和开放性
由于“一卡通”工程规模较大，复杂程度较高，牵涉的厂商和产品较多，建设和使用周期
较长，因此系统的标准化和开放性具有异常重要的意义。采用的卡、机具、计算机软件、硬
件和技术应符遵守国际标准、工业标准或行业标准，能十分方便地与其它厂商的产品整合。
在总体设计中，应采用开放式的体系结构，使网络易于扩充和升级， 使相对独立的分系统
易于进行组合对接，为信息的互通和应用的互操作创造有利的条件。对外界环境变化有很强
的适应能力，即在外界环境改变时，系统可以不作或仅作小量修改就能在新环境下运行。
先进性
采用当今国内、国际上最先进和成熟的技术，使新建立的电子化服务应用系统能够高性
能运转，智能化监控管理，最大限度地适应今后技术更新和业务电子化发展的需要。当业务
量变化时具备良好的可伸缩性，避免瓶颈的出现。我们希望具备一定的前瞻性，选用先进的
技术及设施，推荐给市公交系统一个符合当代信息技术发展主流的产品，使所设计的系统拥
有较长的寿命。
可扩充性
系统设计除了可以适应目前的业务需要以外，应充分考虑日后的业务发展需要，随着数
据量的扩大，用户数的增加以及应用范围的拓展，只需调整硬件设备的部件或数量即可满足
要求。通过采用大型数据库管理系统以及数据仓库技术来对数据进行管理，保证对海量数据
的存取，查询以及统计等的高性能和高效率。在软件设计方面尽量应用组件技术，强调模块
化思想和软件工程方法，使软件模块具有可重用性，系统具有柔性，易于修改和扩充。
好用性
在设计中，首先要考虑的是实用和易操作，功能恰好满足用户的实际需求，易于用户掌
握和学习使用，易于管理和维护。
经济性
方案设计也要从经济性着眼，以实现系统目标为基础，力争花较少的钱办更多的事，不
盲目追求短期内没有必要的功能和配置，建成的网络系统，其扩充和升级要以低成本费用为
前提。
系统特色
贯彻前述的总体设计原则，基于我们在 IC 卡应用工作方面的积累和优秀的设计与制造
能力，我们所提交的目标系统将具有以下特色：
丰富的安全性措施
在网络系统、应用系统、前台设备和行政管理措施等各个层面均采取了有效的安
全性措施，通过加密和数字签字技术实现数据传输的机密性（Data Confidentiality）、数
据 的 完 整 性 （ Data Integrity ）、 身 份 验 证 （ User Authentication ） 和 不 可 抵 赖 性
（Non-Repudiation）。
缜密的可靠性设计
鉴于网络不间断运行的重要性，要求网络系统要有较高的可靠性。我们设计的各
级网络设备均具有网络智能管理能力，并考虑了关键设备和线路的冗余，能够进行及时
的修复、更换和扩充，建立健全为防止异常情况所必须的保护性设施。
突出的好用性
软件设计模块化、构件化：充分发挥构件功能，使用简单，提高工作效率和管理
质量。用户界面、报表输出自定义，灵活方便：采用开放式设计思想、开放的体系结构、
开放的应用接口，使系统很容易扩展，并入新开发的子系统。
良好的性能价格比
从系统设计、硬件设备、系统安装、调试等各方面注意降低成本。依托自主版权
的软件、优秀的机具制造能力、对计算机网络的深刻理解和出色的系统集成能力，我们
在不影响系统性能和质量的前提下，降低系统的造价。
2 系统总体设计
系统组成
公交 AFC 系统是集计算机、通信、微电子技术、现代密码学、数据库管理等高技术为
一体的庞大的系统工程，是涉及的领域较广、覆盖面较大、影响力很大的工程项目。该系统
主要包括以下几个系统：
1. 数据管理中心系统
2. 运营公司计算机系统
3. 广域网和局域网系统
4. 收费机
5. 管理员卡编码设备
6. 操作员卡编码设备
7. AFC 应用软件系统
8. 采集管理软件
9. 管理卡编码设备软件
10. 操作员卡编码设备软件
11. 安全管理系统
系统基本运作模式
电子收费系统通过特定的数据交换接口，完成与“一卡通”管理中心的数据交换。公共交
通电子收费系统的运营机构由公交数据管理中心(PTDMC)、运营公司、数据采集点、代理
发行点、维修点等组成，将来还包含其他可能的运营组成部分。
公交数据管理中心是独立于“一卡通”管理中心和各公交运营公司的管理机构，负责协调、
管理整个公用子系统的日常运作，并承担电子收费系统内所有的数据处理任务，及与“一卡
通”管理中心进行交易清算对帐。
运营公司包括公共汽车公司、电车公司、出租汽车公司。运营公司负责本公司的车辆前
台交易、数据汇总、数据上传、人员等资源的管理工作。
代理发行点是指“一卡通”管理中心在公用子系统设置的、委托运营公司管理、操作的票
卡人工服务点。
维修点是指公交数据管理中心设置的，负责票卡设备维修的地点。
系统结构
系统组织结构
图 2-1 公用子系统的结构示意图
公交运营公司
数据采集
公交数据管理中心
车辆
“一卡通”管理中心
维修点
代理发行点
网络结构
整个公用子系统的网络由六部分组成：公交数据管理中心局域网、通信传输网、采集点
局域网、运营公司计算机和客户查询计算机。运营公司局域网通过 PSTN 连接到公交数据管
理中心局域网。通信传输网络由电信提供，但承包商提供所需的相应的路由器等网络设备。
网络使用 TCP/IP 协议。
运营公司先把采集到的数据放入本地的数据库中，然后经过应用软件的通信管理模块处
理上报到清算中心主机的数据库。
公交管理中心主机
…
系统管理机
客户浏览
PC机
PC运行机
INTERNET
...
路由器防火墙
路由器
路由器
公交数据管理
中心
运营公司数据
采集查询PC机
PSTN/ISDN
3 系统实施方案
系统功能结构
公交数据管理中心系统
功能结构
电 子 收 费 系 统
公
交
数
据
管
理
中
心
管
理
运
营
公
司
管
理
管
理
卡
编
码
管
理
操
作
员
卡
编
码
管
理
通
信
管
理
图 3-1 电子收费系统功能结构图
公
交
数
据
管
理
中
心
系
统数
据
管
理
运
营
管
理
数
据
管
理
交
易
数
据
管
理
收
益
数
据
管
理
后
台
监
控
管
理
报
表
管
理
交
易
对
帐
运
营
结
束
管
理
图 3-2 公交数据管理中心系统功能结构图
G
P
S
动
态
管
理
功能描述
数据管理
公交数据管理中心计算机系统对整个电子收费系统所有的数据进行管理，主要管理的数
据类型包括以下内容。
设备管理数据：
电子收费系统设备的管理数据，包括设备的编码、使用状态、维修计划、实际维修情况、
设备软件更新数据以及设备报废情况，提供有关设备使用情况的统计分析报表，
参数数据：
电子收费系统的运营参数数据。 包括城市代码、保证运营结束程序进行事物完整性处
理的相关参数、管理人员信息、系统使用权限信息以及使系统具有伸缩性的相关配置性参数。
运营基础资料数据：
电子收费系统的司机资料、车辆(码头)资料、线路(航线)资料。
运营管理数据：
电子收费系统的运营管理状态数据，包括：管理卡授权数据、操作员卡授权数据、司机
考勤记录、车辆运作记录、线路运作记录
交易数据：
电子收费系统的所有采集到的原始交易数据。系统通过运营结束程序保证每天交易数据
的完整性和正确性，利用公交数据管理中心存放的交易数据，系统可以实现交易对帐、
票卡状态管理和应用分析查询等功能。
收益数据：
电子收费系统所有运营公司的收益数据。系统可以按需求提供各种收益分析报表，满足
交易对帐等各种需求。
日志数据：
电子收费系统所有计算机系统运行和设备工作的日志记录将被记录下来，供用户在需要
时进行查阅和统计分析，从而可以追踪系统的历史运行情况。
以上各种类型的数据中有大部分是通过网络与各级计算机进行数据交换而获得的。系统
在接受上报设备数据时，通过系统的设备管理数据库来检验设备数据的合法性和连续性；同
时在接受上报数据的过程中，也将检查票卡的交易连续编码、设备通信数据的流水号等信息。
这样，就可以发现是否有需要上报的数据被遗漏掉了，及时通知用户进行处理。为保证系统
从网络中接受到的数据是未经篡改、真实可靠的，系统在传输数据之前将利用加密、数字签
名、添加校验位等技术来保证数据的完整性和安全性。
我们把每个站点的数据传输单独作为一个事务进行处理，这样，在数据交换的过程中若
出现通讯中断的情况，则这个站点的数据传输事务被回滚作废掉；当恢复通讯连接后，系统
将自动要求对应站点的通讯程序重发数据。公交数据管理中心计算机对接收到的数据，主要
将验证数据的完整性及准确性、验证设备的有效性、检查数据是否重复处理、检查设备数据
的连续性（设备本身使得其产生的数据具有连续性标志，防止数据伪造）、数据异常检查等。
对数据处理时所产生的正常、无效及异常数据可以进行分类处理，使得用户便于进行系统维
护和数据分析。
对于不完整数据（各种原因引起的，比如通讯中断），对应系统进行重新传送；如果经
过重新传送都不完整，则用户可以选择当日不处理该批数据，而在以后能够完整传送时再重
新进行处理（这批数据的业务日期将使用能够进行处理时的日期，而不是实际日期）。
公交数据管理中心计算机每日完成数据的处理以后(运营结束处理程序将具有断点恢复
功能；即倘若运营结束处理程序运行过程中出现意外使得程序运行中断，则在恢复程序运行
后，程序会自动查找上次的中断点进行处理，这样，就保证了数据的完整性，并且数据不会
被重复处理)，将生成日志记录，并对所有数据进行归档后，传送给一卡通管理中心，作为
一卡通管理中心清算系统进行交易结算处理的基准。
运营管理数据管理
公交数据管理中心计算机对电子收费系统产生的运营管理数据进行管理。系统要管理
的运营管理数据包括管理卡授权数据、操作员卡授权数据、司机考勤记录、车辆运作记录和
线路运作记录。
管理卡授权数据：
管理卡授权数据在进行管理卡授权时产生，描述管理卡的授权情况，包括管理卡卡号、
授权管理卡的类型、对应管理人员编码、管理卡数据等信息。
操作员卡授权数据
操作员卡授权数据在进行操作员卡授权时产生，描述操作员卡的授权情况，包括操作
员卡卡号、对应人员编码、权限等信息。
司机考勤记录数据
司机在收费机上使用车辆管理卡和司机员工票，能产生司机的考勤记录数据，记录司
机的考勤情况。司机的考勤情况是运营公司作为考评司机的基础资料，并且是司机个人收
入考核的依据。由于司机考勤记录会发生不完整的情况，系统除了具有自动装入生成的司
机考勤记录的功能外，还可以让用户进行人工补充输入。
车辆运作数据
系统通过对司机的考勤记录数据进行统计分析将自动生成出车辆的运作记录信息。车
辆的运作记录表示车辆在每个运营日的工作状态。车辆的运作记录是运营公司进行车辆技
术保养分析的基础。由于车辆会出现故障需要维修等情况，司机考勤记录不完整，所以系
统还可以让用户进行人工补充输入车辆处于维修等工作状态。
线路运作数据
总站管理人员在收费机上使用总站管理卡，能产生线路的运作记录数据，记录线路的
运作情况。线路的运作情况是运营公司进行运营分析的基础数据。系统除了可以装入自动
生成的线路运作记录数据外，还可以让用户进行人工输入补充线路运行记录会发生不完整
的情况。
车辆维修数据
根据各运营分公司上传的车辆状态信息，对整个公交系统车辆维修情况能够进行查询、
统计、打印；同时针对车辆维修情况数据，制定设备购买计划。
运营管理数据和运营基础资料数据紧密相关，公交数据管理中心系统将以运营基础资
料数据为准，对运营管理数据进行管理，来核对底层单位上报的运营管理数据是否真实有效。
通过参数管理，用户可以配置运营管理数据针对不同用户的不同要求，达到对运营管理数据
进行分级管理的目的。
收益数据管理
公交数据管理中心计算机对整个电子收费系统系统所有的收益数据进行管理，采集点
计算机对本地采集数据的收益数据进行本地化存储、管理，并上传到公交数据管理中心计算
机，运营公司、运营分公司的计算机通过网络连接，从公交数据管理中心计算机查询数据。
各级计算机可以通过将数据传送状态的数据和收益数据结合，查询和打印各级运营机
构按照日期、司机、车辆、线路、运营公司、运营分公司、采集点等各种分类的收益数据汇
总表，作为与 “一卡通”管理中心进行交易对帐的凭证。
另外，系统将提供让用户自己定制生成收益数据分析汇总表的功能，使得系统的收益
数据管理能够达到一个更高的水平。最后，系统可以让用户对各种收益数据按照公司、时间
段、司机、车辆、线路等各种指标制作不同的图表分析结果。
交易数据管理
公交数据管理中心计算机对整个电子收费系统所有的原始交易数据进行集中管理。运
营公司计算机对本地采集的交易数据进行本地化储存、管理，并将所有的收费交易数据（包
括对名单票卡的处理数据）上传到公交数据管理中心计算机，而公交数据管理中心计算机还
从“一卡通”管理中心计算机下载充值交易数据。
交易数据的管理提供票卡状态管理和应用分析查询功能。公交数据管理中心计算机在
交易数据的基础上，结合其他如运营管理数据可以提供各级运营机构所需要的各种分析报表，
由各级运营机构的计算机通过联机处理，完成报表的生成、查询、打印等操作。并且，可以
查询指定卡号或操作员的票卡的各种状态信息和一定时间范围内的交易流水信息。
后台监控管理
后台监控管理包括以下几个部分：系统日志管理、网络监控管理、数据库监控、系统
审计、数据归档及整理、备份和恢复、灾难恢复和程序诊断。
(1) 系统日志管理
公交数据管理中心计算机管理电子收费系统所有设备的工作日志。运营公司的工作日志
通过网络上传到公交数据管理中心计算机。运作日志记录设备软硬件运作过程中产生的各种
事件，包括系统运行事件、应用软件运行事件、安全事件、异常事件等。系统可对运作日志
进行分类管理，并对所有事件分级别处理。不同级别事件显示不同颜色，并给出不同的报警
方式。在操作员确认后，消除报警。
(2) 网络监控管理
系统采用菜单及图形化驱动实现对整个电子收费系统网络的监控管理，对网络监控包
括对网络设备状态及网络数据传输状态的监控。系统可以监控网络设备的运行状态并显示不
同颜色，可以修改网络设备参数。系统可以监控网络设备的数据传输状态，如数据流量、数
据接收及丢失状态等。可以通过网络监控功能对系统网络设备进行故障诊断。可以对系统网
络状态及数据传输状态数据进行分析统计，生成系统网络运作报告。
(3) 数据库监控
系统采用菜单驱动及图形化方式实现对数据库运作监控管理。数据库监控管理可以监视
数据库的数据和日志存储空间、检查系统日志、察看用户登录状况、察看数据库锁定状态及
进行数据的转储和载入。系统将通过对应的数据库产品提供的编程接口实现这些功能。
用户操作监控
所有远程及本地用户的登录、操作过程均应被记录，其活动情况应受到计算机安全的
限制。
文件传输监控
系统应对数据文件传输的整个过程、包括传输的内容和状态进行记录，以保证数据的完
整性。
系统安全监控
系统应能对涉及系统安全的有关事件进行记录，并根据事件的性质、程度进行选择性
的警示提示。系统应能和操作系统、数据库系统的安全审计机制配合，提供全面的安全审计
功能，从而保证系统的安全性。
(4) 系统审计
系统具有审计跟踪所有的设备访问及重要系统的活动日志的功能，审计信息包括时间、
人员、活动内容等信息。系统能够显示及产生相应的审计报表。系统记录以下典型的事件：
用户登录审计
所有远程及本地用户的登录、操作过程均应被记录，其活动情况受到计算机安全记录。
文件传输审计
系统对文件传输的整个过程、包括传输的内容和状态进行记录。
系统安全审计
系统能对涉及系统安全的有关事件进行记录，并根据事件的性质、程度进行选择性的警
示提示。系统能和操作系统、数据库系统的安全审计机制配合，提供全面的安全审计功能。
(5) 数据归档、整理
为提高系统查询的速度，系统保存尽量少的在线数据，系统考虑根据数据的性质，将过
时的、需要归档的数据进行归档，将其从在线数据中删除。系统对删除的各种数据进行备份。
为使系统的磁盘空间达到最佳的可用性，将对系统数据进行周期性的整理。包括文件处理及
重复记录处理。对任何过期或无效的文件进行归档或备份处理。对于重复的记录或只需保留
最新数据的记录则进行合并、归档处理。
(6) 备份和恢复
系统提供在线备份及恢复功能。对关键应用数据和系统数据进行备份及恢复的处理功能。
对于各种数据依据其关键程度、数据量确定不同的备份方式及备份周期。在备份结束后，对
备份内容进行检查，确保在故障后能成功恢复被备份的数据。系统提供数据恢复功能，恢复
过程应该可以指定数据项而进行选择性恢复。
a. 灾难恢复
系统提供对系统灾难的恢复功能，包括如存储介质故障、文件损坏、通信故障、电源故
障、系统非正常关闭、病毒感染等各种系统灾难的恢复。系统灾难的恢复能确保未正常处理
或未处理结束的数据能被成功处理，并使系统恢复正常运行状态。灾难恢复成功的基础是良
好的备份和恢复机制的建立，系统将针对选用的对应数据库产品制作不同的备份和恢复计划。
b. 程序诊断
当公交数据管理中心计算机系统出现异常现象时，系统提供的故障定位信息将具体到发
生异常的系统源代码的对应对象函数和错误行号以及错误原因等信息。
报表管理
公交数据管理中心计算机系统提供各种报表的查询和打印，包括：
设备管理报表
参数报表
运营基础资料报表
管理卡授权情况报表
司机考勤情况报表
车辆运作状态报表
线路运行情况报表
采集任务完成情况报表
数据传送情况报表
收益报表
系统日志报表
其他报表：提供线路客流分析等综合分析、查询、统计报表。
除了以上列出的报表外，系统将提供报表定制功能，用户可以自己定制报表的统计方
法和打印样式，通过系统内置的报表解释执行器，就可以动态执行由用户自己定义的新报表，
报表的统计日期或者其它的统计参数口径都可以由操作员自行定义。由于系统的安全管理范
围是贯穿整个系统的，所以所有的报表（包括用户自己新定制的）都自动纳入了系统的安全
管理范围，用户可以设置相应的操作权限。
交易对帐
（1）主要功能
公交数据管理中心计算机按照“一卡通”系统的交易清算规则，实现与“一卡通”管理中心
计算机的交易清算对帐功能以及与采集点收益数据进行交易对帐的功能。
公交数据管理中心计算机能对系统各种交易类型进行统计，计算出各级运营机构不同
交易类型的处理金额及次数，并按照“一卡通”系统的交易清算规则生成各种报表，完成帐务
管理、清分管理，及进行可能的坏帐处理。
公交数据管理中心计算机系统能接收“一卡通”管理中心计算机生成的对帐数据，并自
动将有关数据与公交数据管理中心计算机系统生成的数据进行核对、及与公用子系统的收益
数据进行核对，生成有关差额报告，对于出现的差额能进行跟踪及处理。
GPS 动态调度、决策、规划管理
公交数据管理中心计算机在系统的各种原始数据的基础上，生成有关的分析数据，为
系统运营决策、客流预测等方面提供决策支持分析数据；同时，通过分析整个电子收费系统
的线路运作、客流分布等情况，提供公交线路运营规划管理的依据。
GPS 动态调度管理是电子收费系统可预见的应用，电子收费系统的设计将考虑到 GPS
动态调度数据的管理、GIS 信息的管理，使得在将来应用实现时，系统只需要经过简单地增
加软件模块就可以实现相应的管理功能，而且无需对原有的数据结构做重大的修正。
运营结束管理
公交数据管理中心在每日运营结束后，系统能自动执行运营结束处理程序，完成当日
批次处理。运营结束程序包括以下内容：
判断前一工作日是否正确地进行了运营结束处理，若没有正确处理完毕，则找到前一工
作日运营结束处理的断点继续执行前一日的处理（一直追溯到系统启动日期）；否则进
行当日运营结束处理。
记录当日处理开始的标志，处理当天收到的所有数据及文件。
数据完整性测试。系统确保当天的全部数据已经成功接收。否则，产生请求文件，要求
相应的子系统重发遗漏的数据，或进行系统确认，将该部分数据延后处理。系统自动生
成每日文件完整性检测日志。
生成各种定期统计、审计报告，如各公司交易汇总报表等信息。
数据整理，对交易数据进行分区存放。
备份管理。
记录当日运营结束处理成功的标志。
在以上的粗略流程中，系统将在数据库事物的基础之上实现业务事物的完整性，在其
中进行业务事物的分割，每个业务事物的开始和结束都将被记录下各种标志，从而使得系统
可以达到恢复断点继续执行的目标。
运营公司计算机系统
功能结构
功能结构图：
运
营
公
司
计
算
机
系
统
数
据
管
理
运
营
基
础
资
料
管
理
运
营
参
数
管
理
收
益
管
理
报
表
管
理
图 -1 运营公司计算机系统功能结构图
功能描述
数据管理
运营公司计算机通过网络登录公交数据管理中心后台数据库，完成与公交数据管理中心
之间的数据交换。
运营公司对公交数据管理中心后台数据库管理的数据包括以下内容：
设备管理数据: 运营公司设备的管理数据、状态数据。
日志数据: 运营公司设备的工作日志记录。
运营公司计算机从公交数据管理中心后台数据库查询、统计、打印的数据包括以下内容：
数据传送情况数据: 运营公司所有收费机交易数据的数据传送情况数据。
收益数据: 运营公司的所有收益数据。
运营基础资料：运营公司的员工资料、车辆（码头）资料、线路（航线）资料等基
础资料
设备管理数据: 计算机系统的软件更新数据。
运营管理数据: 运营公司的运营管理数据
运营基础资料管理
运营公司计算机提取公交数据管理中心的运营基础资料管理数据库，运营基础资料
指的是运营公司的员工资料、车辆（码头）资料、线路（航线）资料等（具体信息见公
交数据管理中心计算机系统部分），运营公司计算机通过网络连接，查询公交数据管理
中心计算机的运营基础资料数据，同时增加运营公司内部管理所需的其他基础资料数据，
完成对运营公司的运营基础资料管理。运营公司不修改从公交数据管理中心计算机下载
的运营资料数据，只对其作补充录入。
运营公司计算机系统提供对运营管理资料的查询、统计、分析、打印等功能。
收益管理
运营公司计算机从公交数据管理中心计算机查询运营公司的所有收费机的收益数
据、收费机交易数据的数据传送情况数据。
提供运营公司的所有收费机的收益数据查询、统计、分析、打印等功能。可生成每日收
益数据汇总表，并能作为与“一卡通”管理中心和公交数据管理中心对帐的凭证。
报表管理
提供远程数据库查询功能，可以生成自定义的各种报表。
运营公司计算机通过网络连接，从公交数据管理中心进行远程查询，提供各种报表
的查询和打印。至少包括如下报表：
运营资料报表：利用运营资料数据，提供员工资料、车辆(码头)资料、线路(航线)
资料报表。
系统参数报表：利用系统参数数据，提供系统参数数据、参数工作情况报表。
采集任务完成情况报表：利用采集任务数据，提供按照采集点、日期等各种分类的
采集任务完成情况报表，及汇总报表。
运营情况报表：利用运营管理数据，提供按照日期分类的司机考勤状况表、车辆状
况表、线路运营记录表，及相应的汇总表。
收益报表：利用收益数据、数据传送情况数据结合运营数据，提供按照采集点、分
公司、日期、车辆、线路、司机等各种分类的收益报表，及汇总报表。
设备状态报表：利用设备管理数据，提供设备状态报表，全面反映设备的保存、工
作、维修及软件更新状态。
其他报表：提供线路客流分析等综合分析、查询、统计报表。例如：公共汽（电）
车各站上车的客流统计。
4 网络系统设计
网络应用需求分析
根据公交现状和市公共交通 AFC 系统需求，对项目实施后的信息量分析如下：
目前，现有公交车辆 843 辆，公交线路 48 条，豪华公交 417 条，其中：骨架线路 18 条，
主要贯穿主干道，担负中心区与集散区之间的联接：基本线路 22 条，贯穿于次干道，担负
着区域间的联接；补充线路 6 条，贯穿支干道，担负着偏僻、狭窄路段居民出行的接驳；特
殊线路 2 条，主要满足市民、游客旅游观光的需要。线路总长 公里，主干线覆盖
100%，
次干道覆盖率达 70%左右，基本实现了中心区与府城、秀英、金盘、国贸、海甸岛、
新埠岛等集散区域的联接或对接。
出租车按照省政府的批准总量，市出租车的数量应当控制在 3302 辆之内。交通部门最
新统计，目前我市的出租车数量为 1929 辆，离控制总量额还有很大的距离。
基于此，每天至少需从运营公司向公交管理中心上传 160 万条交易数据记录。随着 AFC
系统的完善，上传交易记录数据量最多可达到 600 万条左右。综合以上分析结果：公共交
通 AFC 系统实施前期数据采集点网络传输的原始数据量至少应为 5Gbits(每条记录
*1,600,000)；随着系统的完善和推广，其网络传输的原始数据量最大为 20Gbits 左
右；再加上数据传输时通信协议对数据包的封装等必然因素的消耗，实际的峰值数据传输量
应为 40Gbits 左右。因此，要求公交 AFC 管理中心的主路由器要有足够的处理数据包的能
力，通信线路也要保障在数据上传的峰值期间有足够的处理能力。而且，网络还应可以提
供 WEB 信息发布，在今后实现持卡用户通过 Internet 进行查询、转帐等服务。在网络设备
选型时，考虑到公交 AFC 系统对网络和系统可靠性的高要求，我们在配置管理中心交换机
时，选用 2 台 Cisco3524 作为交换机，交换机之间互为备份以实现网络容错能力。
网络设计方案
公交数据管理中心局域网方案
网 络 系 统 结 构 图
方 案 介 绍
千兆和快速以太网是 MIS 机构面临的许多网络挑战的理想解决方案。当今的企业采用
的是超级服务器等更为强劲的技术，以及视频流式传输、可视电话会议或者高速文件备份等
数据密集型应用程序，新的千兆和快速以太网标准将大大有助于以合理的成本大量增加带宽。
考虑到今后要实现多媒体应用，因此需引进交换技术，采用交换机直接连到桌面机，保障多
媒体信息信息传输的质量。在主干务器链路上用 1000Mbps，在客户机链路上用 100Mbps,通
过解决系统的“瓶颈”问题，从而提高整体性能。
网络结构如上图所示。在局域网核心位置，即中心机房或主配线间安装 2 台 Cisco 3524
交换机作为局域网主干交换机，该交换机具有 24 端口 10/100 兆比特以太网加 2-端口千兆比
特以太网。交换机之间采用千兆以太网堆叠模块互连。每个交换机各留一个千兆比特以太网
端口连接 IBM RS6000 服务器，同时可以提供 48 个 10/100M 自适应端口以连接数据管理中
心各台客户机、路由器、网管工作站、通信前置机。两台 Cisco 3524 互为备份，当一台出现
故障时，另一交换机替换使用。
（1） 高性能。本方案中骨干网采用千兆以太网技术，服务器入网可实现全双工 2Gbps
上连。网络系统有足够的带宽。
（2） 高可靠性、可用性。中心交换机之间起备份作用，没有单点故障。
（3） 足够的扩展余地。交换机可通过在堆迭进行扩展，因此，未来扩大网络规模毫
无困难。
AFC 系统 LAN 方案示意图
网管工作站
FireWall
Cisco3524主交换机
Cisco3524备份交换机
管理中心
服务器
Cisco 3660 主路由器
管理中心客户机
通信前置机
AFC 系统 LAN 方案示意图
网管工作站
Cisco Works
FireWall
Cisco4003主交换机
cisco2924M-XL备份交换机
管理中心
服务器
Cisco 3660 主路由器
管理中心客户机
军事区
WWW服务器
非军事区
（4） 先进性。本方案具有新一代网络所特有的功能。主要包括：
广域网方案
通信链路的介绍及选择
（ 1） 通信链路的介绍
PSTN
PSTN 即公共交换电话网（Public Switched Telephone Network）。使用模拟电话线连接
速率较低（56Kbps）、接续时间很长（2 分钟左右）是其致命的缺点，但是使用模拟电话线
进行底层链路连接远程用户也具有其优点。这些优点包括相对较低的服务费用。另外，使用
模拟电话线作为基本连接，还可以从很成熟的调制解调器市场购买连接用的设备，可以保证
连接的正常运行。
总之，PSTN 作为一种低费用、全方位的广域网通信链路是有其存在的价值的。
（ 2） 通 信 链 路 的 选 择
目前，根据电信部门提供的条件，主链路选择 DDN，备份链路选择 PSTN，
部分通信量较小或受条件限制的地方主链路也可选择 PSTN。
方案介绍
在广域网方面，配置两台路由器进行连接，分别为 Cisco 3662 及 Cisco 2620
路由器。其中 Cisco 3662 作为主干路由器，配置有一块 2 口 MultiChannel E1 接口
卡，可用于连接 DDN 专线，每端口最大 2M 带宽可同时连接 30 条 64K DDN 专线。
管理中心的广域网接入带宽最容易形成本系统的“瓶颈”，而且广域网接入技
术近期会有较大的变化，如有线电缆、ADSL 等正在步入实用和推广，故此中心路
由器应具备较大的灵活性，易于扩充。我们选择 3662 就是基于这方面的考虑，目
前仍有 5 个扩展槽可用。
Cisco 2620 专用于备份路由器，配置有一块 16 口异 /同步串口卡，用于 PSTN
拨号连接。当 3662 出现故障时，2620 继续支持广域网。
在各个数据采集点各安装一台 Cisco 1720 路由器，配置一块 2 口异步 /同步串
口卡，一个接口以 DDN 为主链路与管理中心互连，实时或定时传递交易数据；另
一接 口连接电话线路与管理中心通讯，作 为 DDN 链 路的备份。 1720 自带的一个
10/100M 以太网端口连接采集点服务器。
运 营 公 司 其 查 询 PC 机 通 过 PSTN 拨 号 来 访 问 管 理 中 心 。 选 用 联 想 调 制 解 调
器，提供 56kbps 数据传输速率。
5 终端设备
终端设备主要包括前台设备中的收费机、采集以及后台设备中的接触式 /非接
触式 IC 卡读写器。
各类终端产品的设计充分考虑到设备的易操作性、可用性、可靠性、安全性、
可 扩 展 性 、 可 维 修 性 ， 硬 件 设 备 采 用 开 放 式 模 块 化 设 计 ， 同 时 考 虑 保 证 硬 件 、 软
件 与 票 卡 通 讯 模 块 间 的 独 立 性 。 前 台 设 备 通 过 更 新 或 更 换 票 卡 通 讯 模 块 ， 就 能 够
增加或升级对将来其他种类、符合国际标准的感应式 IC 卡片的处理。
前台设备的软件能够通过参数配置，完成各种不同的功能。参数的更改由软
件系统自动、透明进行。
前台设备通过增加或更新硬件和软件可以满足系统扩展或调整的需求。在进行
系 统 扩 展 和 调 整 时 ， 任 何 硬 件 、 软 件 或 数 据 的 更 新 不 能 影 响 系 统 的 正 常 运 作 。 设
备 软 件 的 升 级 能 够 自 动 、 透 明 进 行 。 前 台 设 备 的 易 损 部 件 的 设 计 分 立 使 用 或 其 他
便于维修、更换的安装方式。
车载收费机
车载收费机功能说明
车载收费机安装在公交车的上车入口处，主要完成对乘客使用票卡的自动收费。可兼
容 Mifare 1、Mifare Pro 的用户卡和管理卡读、写，一机能够实现单一票制收费和分端计价
收费模式的功能需求（由费率管理卡输入的参数决定），支持符合建设部规范要求的高速
SAM 卡，确保交易过程、交易存储和传输的安全性。车载收费机，配有高可靠、高稳定的
外置式车载稳压电源，具有友好、清晰的用户界面（2 行高亮 LED 数码管＋4 个高亮 LED
指示灯＋扬声器），对交易过程和管理人员操作提供指示，外接司机小键盘，司机和管理人
员进行功能、参数设置和管理查询。车载收费机的数据采集目前主要提供红外人工采集方式，
同时提供接触式应急接口，提供多功能扩展接口盒，通过此盒可连接 GMSK 无线
MODEM、RS232 接口的各种设备等，为今后扩展功能作好准备。车载收费机外壳、结构结
合当前潮流和实际应用设计，美观、坚固、维护安装方便，具有防盗设计，机壳所有接缝处
采用橡胶密封，机具内部均涂有防水胶，满足用户的防水、防潮、防尘要求。
车载收费机技术指标和技术状态
内容
项目
技术指标和技术状态
处理器
W77E58 单片机(主 CPU) + AT89C52 单片机(子 CPU)
主 CPU 负责卡片操作、交易记录管理、采集管理等主要功能，子 CPU
负责显示、声响、司机键盘操作等，子 CPU 操作可被主 CPU 中断，以
提高操作速度。
内存 程序存储器 64KB，数据存储器 32KB，交易记录＋交易记录备份＋黑
名单＋灰名单＝8MB。保证存储 3 天以上的交易记录（按每天 2000
条）。
读/写模块 SB600 或 CM500，频率 ,调制 ASK,距离<=10cm,速率
106Kbps。
卡片读写 读写 Mifare 1 和 Mifare Pro 卡，兼容多卡种及多票制。
安全 支持符合建设部规范要求的高速 SAM 卡,通信速率 38400bps。
卡片读写速度 Mifare 1 和 Mifare Pro 卡交易时间均小于 300ms。其中 Mifare 1 卡为一
卡一密、一扇区一密，每次交易操作 6 个扇区。
交易数据采集 无线红外接口，速率 115200bps, GMSK 无线 MODEM 接口,速
率 115200bps。交易记录采集＋名单下载时间小于 30 秒。
日期、时间 内置日历时钟芯片，电池保护，通过采集通道实现机具与系统的时钟
同步。
名单处理 查表方式，黑名单、灰名单各 1000 万以上。每天形成处理过的名单文
件，随交易记录上传采集器，由采集器下载系统的名单文件，由车载
收费机形成应用表格，查表速度可忽略不计。
显示 乘客显示器 6＋8 位高亮度 LED 数码管，红绿高亮度 LED 指示灯。司
机显示由机具背面红绿高亮度 LED 指示灯提示。可显示卡片余额、扣
款金额、线路号、费率、操作错误代码、机具故障代码及查询交易信
息、管理信息等内容。
声响 扬声器输出，功率 ，声响可编程，由参数确定。
应用程序下载 通过红外人工采集机、RS232 口或无线 MODEM（待调试稳定后提供）
下载，收费机内具有程序备份。
电源范围 输入 DC ＋6V～＋36V，输出 DC ＋12V，有过压、欠压保护并自动恢
复功能。
工作温度 －10～50°C
工作湿度 50°C，5％～90％RH
外形尺寸
司机小键盘
司机小键盘功能
司机小键盘通过 RS232 口与收费机相连，主要用于输入某些收费机的工作状态和参数，
如：对单一票价收费机设置一卡多人使用，对分段计价收费机输入站标等信息。也可利用司
机键盘实现一些查询功能，如：查询日期、时间、交易记录、交易记录条数、查询人工采集
机的采集管理信息等。司机小键盘带有背光汉字 LCD 显示器，高亮度 LED 红、绿警示灯，
带背光 16 键键盘，便于夜间操作。键盘功能可编程。
司机小键盘技术指标和技术状态：
内容
项目
技术指标和技术状态
处理器 AT89C52 单片机。
内存 程序 64KB，数据 32KB。
按键 16 个透明橡胶按键，带背光，可编程，
显示 2 行，每行 7 个汉字，带背光。红、绿 2 个状态警示灯。
接口 RS232 接口，与收费机连接为压塑带护套 DB9 孔插头。
电源范围 DC ＋5V，由收费机提供。
外形尺寸
工作温度 －10～50°C
工作湿度 50°C，5％～90％RH
数据收集器
数据收集器功能
数据收集器完成人工采集机与采集服务器之间的数据交换，目前提供 8 路产品，采集服
务器内需加装 8 路串口卡。数据收集器采用标准光盘塔机箱，装有 8 个人工采集机专用插槽，
每路插槽内装红外通信接口板，通过多串口卡实现与采集服务器之间的数据交换，通信为单
工方式。
数据收集器技术指标和技术状态
内容
项目
技术指标和技术状态
配置 8 路收集，同时自动进行。
显示 每路配有状态指示灯：电源，接收，发送，正确，错误。采集服务器
运行采集软件，同时显示 8 路收集窗口，指示收集进度，收集条数和
所用时间。
收集方式 红外串型单工通信方式，收集器自动寻找人工采集机，自动完成与采
集服务器的握手和双向数据交换。
速率 每路收集速率 115200 bps。
电源 由标准光盘塔机箱提供。
接触卡通用读卡器
接触卡通用读卡器功能
接触卡通用读卡器主要用于发行各种操作员卡，对操作员卡进行授权和更新操作员卡内
系统参数。
接触卡通用读卡器技术指标和技术状态
内容
项目
技术指标和技术状态
处理器 AT89C55 单片机
内存 程序：16KB 内部，64KB 外部，数据：32KB RAM，64KB FLASH
安全 内置或外置符合建设部规范要求的 SAM 卡
显示 红色电源 LED，绿色功能 LED
读写能力 能够读写兼容 ISO7816 标准的所有卡片
接口 RS 232
开放能力 提供应用的动态链结库 ，应用程序可下载
电源 AC 220V
外形尺寸
工作温度 －10～50°C
工作湿度 50°C，5％～90％RH
非接触卡通用读卡器
非接触卡通用读卡器功能
非接触卡通用读卡器主要完成各种管理卡的发行、授权和再授权。
非接触卡通用读卡器技术指标和技术状态
内容
项目
技术指标和技术状态
处理器 AT89C52 单片机
内存 程序：8 KB 内部，64KB 外部，数据：32KB RAM，64KB FLASH
安全 内置符合建设部规范要求的 SAM 卡
显示、声响 红色电源 LED，蜂鸣器
读写能力 能够读写符合 ISO14443 TYPE A 标准的 Mifare 1 和 Mifare Pro 卡
接口 RS 232
开放能力 提供应用的动态链结库 ，应用程序可下载
电源 提供外置 AC 220V ～DC 12V 电源适配器
外形尺寸 主机 175 X 150 X 35，天线 170 X 132 X 28
工作温度 －10～50°C
工作湿度 50°C，5％～90％RH
