榮 毅

（武漢地鐵集團(tuán)有限公司建設(shè)事業(yè)總部通號部，430030，武漢∥工程師）

在我國，城市軌道交通建設(shè)起步較晚，但發(fā)展速度是超乎尋常的。在早期的建設(shè)和運營過程中，由于關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品被國外供應(yīng)商壟斷，很多機(jī)電設(shè)備，包括自動售檢票（Automatic Fare Collection，簡稱AFC）系統(tǒng)都要依賴進(jìn)口。這對我國城市軌道交通的發(fā)展形成了阻礙。為保障城市軌道交通的快速有序發(fā)展，從1998年以來，國家相繼出臺了指導(dǎo)國內(nèi)城市軌道交通裝備國產(chǎn)化工作的有關(guān)政策，要求“城市軌道交通項目的機(jī)電設(shè)備的平均國產(chǎn)化率要確保不低于70%”。

1 AFC系統(tǒng)國產(chǎn)化的重要性

我國城市軌道交通系統(tǒng)在發(fā)展初期采用人工售檢票，不僅效率低，而且不利于客流控制，無法做到對客流的精確統(tǒng)計和分析，從而可能導(dǎo)致影響運營計劃和經(jīng)濟(jì)收益。AFC系統(tǒng)是基于計算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、自動控制及電子器件等技術(shù)，實現(xiàn)城市軌道交通售票、檢票、計費、收費、統(tǒng)計、清分、管理等全過程的自動化系統(tǒng)。在城市軌道交通中，AFC系統(tǒng)可為乘客提供方便、快捷的售檢票服務(wù)，為運營組織提供客流量數(shù)據(jù)分布和統(tǒng)計分析，可優(yōu)化運營和提升軌道線路的運輸能力，并能夠?qū)ζ眲?wù)收益和運營數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確清分，既實現(xiàn)精細(xì)管理也能保證運營收益的合理分配。

鑒于AFC系統(tǒng)在城市軌道交通系統(tǒng)中應(yīng)用的眾多優(yōu)點，20世紀(jì)90年代末，上海、廣州等地先后引進(jìn)了國外的AFC系統(tǒng)，應(yīng)用在初期城市建設(shè)的軌道交通線路中，實現(xiàn)了從無到有的跨越。但在進(jìn)口AFC系統(tǒng)的采購、實施及運營過程中，完全依靠進(jìn)口的種種弊端也逐漸顯現(xiàn)出來。比如，按照歐美人的特征和習(xí)慣設(shè)計的系統(tǒng)架構(gòu)、人機(jī)界面等不適合我國國情，且造價昂貴、維護(hù)保養(yǎng)費用高；國外企業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)不公開，造成系統(tǒng)的維護(hù)和升級困難，備品備件不足，售后服務(wù)難以及時保障等。所以，必須發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的、符合中國特色的AFC系統(tǒng)。

在發(fā)展國產(chǎn)化的AFC設(shè)備過程中，必須解決的問題有：

1）國家政策的針對性不足，對自主創(chuàng)新研制AFC系統(tǒng)的支持力度還不夠。

2）所引進(jìn)、消化和吸收的技術(shù)，根本上還是建立在外方的技術(shù)體系基礎(chǔ)上，與我國的工業(yè)基礎(chǔ)匹配性不足。

3）對于復(fù)雜程度較高的AFC系統(tǒng)，其研發(fā)、生產(chǎn)和供應(yīng)等整個產(chǎn)業(yè)鏈較長，尚未形成健全的體系。

4）一些基礎(chǔ)技術(shù)和模塊，需要跨領(lǐng)域合作攻克，或依托其他的技術(shù)體系。

2 AFC系統(tǒng)的國產(chǎn)化進(jìn)程

我國城市軌道交通的AFC系統(tǒng)從基本完全依賴進(jìn)口的初期起步，在經(jīng)歷了技術(shù)引進(jìn)、合作開發(fā)、獨立實施等階段之后，目前已具備了較強(qiáng)的獨立設(shè)計和制造能力。

2.1 AFC系統(tǒng)基本依賴進(jìn)口的起步階段

在20世紀(jì)90年代，國內(nèi)城市軌道交通AFC系統(tǒng)基本上完全采用進(jìn)口的方式。進(jìn)口AFC系統(tǒng)的技術(shù)成熟，在建設(shè)初期加以有效引進(jìn)，有助于快速掌握先進(jìn)技術(shù)，對我國AFC行業(yè)的發(fā)展起到了促進(jìn)作用，同時也培養(yǎng)了大量人才。但是，系統(tǒng)設(shè)備和技術(shù)被國外供應(yīng)商壟斷，也導(dǎo)致了一些問題：

1）系統(tǒng)設(shè)備昂貴，建設(shè)成本和運營成本居高不下。

2）關(guān)鍵技術(shù)掌握在外方手中，維護(hù)和升級嚴(yán)重依賴于國外供應(yīng)商，且響應(yīng)周期不可控。

3）服務(wù)質(zhì)量難以保障，備品備件無法及時獲得供應(yīng)等。

4）針對我國情況的人機(jī)因素、形態(tài)語意、功能表達(dá)等的人機(jī)交互貼合性考慮不夠。

2.2 AFC系統(tǒng)的技術(shù)引進(jìn)、合作和獨立實施階段

進(jìn)入21世紀(jì)，AFC系統(tǒng)的國產(chǎn)化經(jīng)歷技術(shù)引進(jìn)、合作開發(fā)和獨立實施的過程。國家發(fā)改委也將AFC系統(tǒng)列入了城市軌道交通的國產(chǎn)化計劃，并在執(zhí)行過程中，形成了以下幾個步驟：首先，針對技術(shù)被國外供應(yīng)商壟斷和相關(guān)產(chǎn)品不完備的情況，從技術(shù)路線上采取“先行合作、逐步替代”的戰(zhàn)略方針；其次，根據(jù)此戰(zhàn)略要求，在AFC系統(tǒng)技術(shù)引進(jìn)時，要求國外供應(yīng)商提供切實可行的國產(chǎn)化方案，以促進(jìn)國外企業(yè)與國內(nèi)企業(yè)合作。

這階段重點是結(jié)合我國在管理和清分方面的需要，對系統(tǒng)的架構(gòu)和產(chǎn)品的使用習(xí)慣進(jìn)行了分析設(shè)定，同時，強(qiáng)調(diào)中國人身高特征和操作習(xí)慣在終端人機(jī)界面的操作要求，并在終端設(shè)備上大量采用如觸摸屏操作、非接觸IC（集成電路）票卡、三桿閘機(jī)和門式閘機(jī)等新技術(shù)。

在引進(jìn)和合作過程中，國內(nèi)供應(yīng)商也全面參與了AFC系統(tǒng)施工和集成方面的工作，積累了豐富的經(jīng)驗。在此基礎(chǔ)上，開發(fā)了國產(chǎn)的售檢票設(shè)備、IC票卡及部分應(yīng)用軟件。隨著項目的增加，國內(nèi)供應(yīng)商提供的AFC系統(tǒng)架構(gòu)和產(chǎn)品逐步完善，并在國內(nèi)多條既有線的升級改造和新線工程中得到了很好的應(yīng)用。

但是，在這階段的國產(chǎn)化過程中，部分核心模塊和部件的技術(shù)仍然受制于國外供應(yīng)商的壟斷性制約。

2.3 AFC系統(tǒng)設(shè)備完全實現(xiàn)國產(chǎn)化階段

目前，我國已完成能夠進(jìn)行城市軌道交通AFC系統(tǒng)的全系統(tǒng)設(shè)計和供貨，但在部分應(yīng)用終端的核心技術(shù)和模塊還依賴于外方，包括終端設(shè)備的關(guān)鍵部件如三桿模塊、扇門模塊、紙幣處理模塊、紙幣找零模塊、硬幣識別模塊等都采用進(jìn)口品牌，國產(chǎn)化進(jìn)程進(jìn)入到瓶頸期。

在經(jīng)歷了技術(shù)引進(jìn)、合作開發(fā)、獨立實施階段后，國內(nèi)AFC系統(tǒng)集成和設(shè)備供應(yīng)商的能力不斷提高，已經(jīng)具備了較強(qiáng)的獨立設(shè)計和制造能力，自主研發(fā)的一些系統(tǒng)設(shè)備和終端設(shè)備也日趨成熟，并已廣泛應(yīng)用于北京、上海、廣州、深圳、南京、天津等城市軌道交通，整體的國產(chǎn)化率已達(dá)到國家的指標(biāo)要求。但操作系統(tǒng)、扇門模塊、紙幣處理模塊、紙幣找零模塊、硬幣識別模塊等附加值高的核心模塊的技術(shù)和產(chǎn)品，仍然被國外供應(yīng)商所壟斷；國內(nèi)供應(yīng)商的產(chǎn)品尚處于研發(fā)、試制和逐步試用的階段，市場占有率非常低。

3 AFC系統(tǒng)終端設(shè)備的國產(chǎn)化現(xiàn)狀

目前國內(nèi)已有多個廠商在積極進(jìn)行AFC系統(tǒng)終端設(shè)備模塊的研發(fā)，以2010年投入運營的國內(nèi)某城市軌道交通線為例，可以看出已取得了可喜的成效。

從表1可知，AFC系統(tǒng)架構(gòu)的主體部分已基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化，但占系統(tǒng)造價比最高的終端設(shè)備，特別是TVM和AG設(shè)備的國產(chǎn)化程度還相對偏低。這兩種設(shè)備的核心模塊（表2）主要依賴進(jìn)口，造成了整機(jī)國產(chǎn)化率低的狀況。

表1 AFC系統(tǒng)分類子項的造價和國產(chǎn)化情況

城市軌道交通目前主要采用自動售票方式和檢票閘機(jī)。隨著乘客對城市軌道交通運營單位服務(wù)便捷性要求的提高，TVM和AG設(shè)備在AFC系統(tǒng)中的使用數(shù)量大量增加，故該類核心模塊的國產(chǎn)化潛力還非常大。

4 AFC系統(tǒng)核心模塊國產(chǎn)化的可行性

從目前國內(nèi)城市軌道交通的需求和AFC系統(tǒng)造價角度看，TVM設(shè)備的紙幣接收模塊、紙幣找零模塊及AG設(shè)備的扇門模塊占系統(tǒng)造價的比例較高。由于國內(nèi)供應(yīng)商的貨幣識別技術(shù)落后，扇門模塊生產(chǎn)經(jīng)驗、電機(jī)技術(shù)和工藝水平上的不足，導(dǎo)致在核心技術(shù)上難與國外供應(yīng)商抗衡。為保證AFC系統(tǒng)國產(chǎn)終端設(shè)備的競爭力，有必要加大研發(fā)國產(chǎn)終端設(shè)備核心模塊的力度，消除國產(chǎn)終端設(shè)備產(chǎn)品的瓶頸，以提升我國產(chǎn)品在國際市場的競爭力。

目前，我國供應(yīng)商已開發(fā)的部分核心模塊，通過試用驗證效果很好，并且在需求目標(biāo)方面也已形成較為明晰的認(rèn)識，已具備必要的技術(shù)和資源條件，通過進(jìn)一步工作就能完全替代國外相應(yīng)的產(chǎn)品。

4.1 國產(chǎn)與進(jìn)口核心模塊的情況分析

以下就技術(shù)指標(biāo)、使用習(xí)慣、備件和造價方面，對國內(nèi)和國外供應(yīng)商提供的核心模塊進(jìn)行分析。

1）技術(shù)指標(biāo)：國外供應(yīng)商提供的產(chǎn)品經(jīng)過長期的發(fā)展，性能指標(biāo)較優(yōu)，已形成較完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，產(chǎn)品可靠性高。國內(nèi)供應(yīng)商提供的產(chǎn)品具有后發(fā)優(yōu)勢，可以直接應(yīng)用一些新技術(shù)和新材料，對性能指標(biāo)的掌控能力已經(jīng)具備，可以通過跟專業(yè)廠商合作形成優(yōu)良的產(chǎn)品，建立新的標(biāo)準(zhǔn)體系。

2）使用習(xí)慣：國產(chǎn)產(chǎn)品在研制過程中，更能符合本土使用習(xí)慣、貼近用戶需求。例如紙幣處理模塊，國內(nèi)廠家對人民幣的技術(shù)特點、流通情況及國民的使用習(xí)慣等信息掌握程度更好，防偽處理更為符合環(huán)境特點，更有利于提升紙幣識別率和偽幣拒鈔率，可顯著降低設(shè)備的卡鈔率。

3）備件與服務(wù)：進(jìn)口核心模塊生產(chǎn)商在國內(nèi)沒有研發(fā)生產(chǎn)機(jī)構(gòu)，均采用代理銷售的模式。代理商通常只能處理產(chǎn)品的一般故障，對深入的技術(shù)維護(hù)需要通過“寄往國外—國外維護(hù)—寄回國內(nèi)”的途徑來完成，較難保證產(chǎn)品升級、維護(hù)、技術(shù)配合等的服務(wù)質(zhì)量。國內(nèi)廠商在提供本地化、原工廠服務(wù)等方面具有國外廠商難以比擬的優(yōu)勢，可以建立快速響應(yīng)服務(wù)，對應(yīng)用需求能夠進(jìn)行徹底的分析與解決，并為長期供貨服務(wù)提供有效的保障。

4）價格：國外供應(yīng)商的生產(chǎn)和流通成本較高，提供的產(chǎn)品價格昂貴，也嚴(yán)重影響了城市軌道交通的建設(shè)成本，增加了運營商的資金壓力。

4.2 國產(chǎn)與進(jìn)口典型核心模塊的性能比較

在AFC系統(tǒng)的終端設(shè)備中，國內(nèi)研發(fā)與國外進(jìn)口的核心模塊性能對比見表3。

通過其性能指標(biāo)和應(yīng)用對比分析后可見，國內(nèi)廠商研發(fā)的核心模塊的性能指標(biāo)已接近或達(dá)到國外相應(yīng)產(chǎn)品的水平，已經(jīng)為AFC系統(tǒng)的全面國產(chǎn)化提供了較好的基礎(chǔ)。

5 對AFC系統(tǒng)深入國產(chǎn)化的建議

在目前基礎(chǔ)上，有必要進(jìn)行深入的AFC系統(tǒng)國產(chǎn)化工作，以盡快解決對國外供應(yīng)商的技術(shù)和基礎(chǔ)模塊的依賴瓶頸。開發(fā)和形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心模塊和技術(shù)體系，可以更好地滿足乘客對城市軌道交通發(fā)展要求，提高AFC系統(tǒng)的可用性和可靠性。為此，建議如下：

1）加強(qiáng)國家政策的扶持，形成定向支持渠道。加大對企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的扶持力度，建立和形成定向的支持渠道，支持企業(yè)開發(fā)和創(chuàng)新更多具有核心知識產(chǎn)權(quán)和競爭能力的產(chǎn)品。

表3 核心模塊性能對比表

2）加強(qiáng)核心產(chǎn)品的創(chuàng)新投入。增加政府對自主知識產(chǎn)權(quán)創(chuàng)新的資金投入，既可以直接用于AFC系統(tǒng)核心模塊的基礎(chǔ)技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新，也可用于企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新。在政策的保駕護(hù)航下，為創(chuàng)新的AFC系統(tǒng)核心模塊提供應(yīng)用的環(huán)境。

3）形成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。在“產(chǎn)學(xué)研”的環(huán)境下，成立城市軌道交通AFC設(shè)備核心技術(shù)聯(lián)盟，開展核心模塊的技術(shù)要求、生產(chǎn)工藝、外部環(huán)境的研究，為核心模塊的研制創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。打破國外供應(yīng)商壟斷的局面，形成“產(chǎn)學(xué)研”一體化的研制機(jī)制，開展跨領(lǐng)域和全產(chǎn)業(yè)鏈的合作。由單一供應(yīng)商研制走向聯(lián)盟共同研制，以提升核心模塊的性能和競爭能力。

4）制訂發(fā)展規(guī)劃和更清晰的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。制訂AFC系統(tǒng)終端設(shè)備核心模塊的國家標(biāo)準(zhǔn)或地方標(biāo)準(zhǔn)，使不同供應(yīng)商生產(chǎn)的產(chǎn)品和模塊具有通用性，實現(xiàn)模塊或產(chǎn)品的互換和替代能力，降低AFC系統(tǒng)終端設(shè)備的成本，增加市場的整體競爭力。

6 結(jié)語

AFC系統(tǒng)作為城市軌道交通重點系統(tǒng)，盡管目前部分的國產(chǎn)AFC核心模塊已達(dá)到一定的水平，部分技術(shù)指標(biāo)甚至已超過進(jìn)口同類產(chǎn)品，且在服務(wù)和成本上還有著國外供應(yīng)商無法比擬的優(yōu)勢，但進(jìn)一步的國產(chǎn)化工作，已經(jīng)遇到了明顯的瓶頸性制約。只有建立必要的政策支持和產(chǎn)業(yè)聯(lián)合協(xié)同機(jī)制，才能根本克服國產(chǎn)化進(jìn)入深水區(qū)后遇到的瓶頸問題。

在我國大力發(fā)展城市軌道交通的同時，也要關(guān)注形成我國AFC系統(tǒng)的穩(wěn)定技術(shù)和產(chǎn)品體系，并快速形成能參與國際市場競爭的整體能力。

［1］王李剛.地鐵工程造價控制分析［J］.城市軌道交通研究，2002（1）：1.

［2］朱軍.我國城市軌道交通發(fā)展現(xiàn)狀與對策建議［J］.城市軌道交通研究，2005（6）：11.

［3］周翊民.我國城市軌道交通多元化發(fā)展的新趨勢［J］.城市軌道交通研究，2002（3）：1.

［4］董焰，單連龍.中國城市軌道交通未來十年發(fā)展趨勢及政策導(dǎo)向［J］.城市軌道交通研究，2004（3）：6.

［5］趙時旻.上海軌道交通自動售檢票系統(tǒng)國產(chǎn)化工作的實踐與啟示［J］.城市軌道交通研究，2005（5）：18.

［6］陳穗九.國產(chǎn)化有利于降低造價［J］.城市軌道交通研究，2000（1）：8.

［7］陳虹，張微.軌道交通自動檢票機(jī)人機(jī)交互設(shè)計的探討［J］.城市軌道交通研究，2012（7）：45.

［8］楊承東.軌道交通自動售檢票系統(tǒng)國產(chǎn)化現(xiàn)狀與展望［J］.都市快軌交通，2012，25（6）：1.