謝程祥

（廣州市地下鐵道總公司，廣東廣州 511300）

城市軌道交通自動(dòng)售票機(jī)硬幣處理模式探討

謝程祥

（廣州市地下鐵道總公司，廣東廣州 511300）

自動(dòng)售票機(jī)硬幣處理模式是自動(dòng)售檢票系統(tǒng)貨幣處理方式之一。通過(guò)對(duì)硬幣處理模式硬件設(shè)計(jì)及功能介紹，分析廣州地鐵的模式應(yīng)用情況，收集其他城市應(yīng)用情況進(jìn)行對(duì)比，從市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)角度和實(shí)際應(yīng)用情況出發(fā)，形成自動(dòng)售票機(jī)硬幣找零處理模式推薦方案。

城市軌道交通；自動(dòng)售票機(jī)；硬幣處理模式；運(yùn)營(yíng)應(yīng)用情況

自動(dòng)售票機(jī)硬幣處理模式是自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（AFC系統(tǒng)）一種重要的貨幣處理方式，包括硬幣接收功能以及硬幣找零功能，根據(jù)廣州地鐵運(yùn)營(yíng)服務(wù)特點(diǎn)、乘客使用習(xí)慣、相關(guān)社會(huì)環(huán)境因素等制定符合現(xiàn)場(chǎng)需求的硬幣處理模式顯得尤為重要，新線AFC系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中進(jìn)行相應(yīng)的硬件設(shè)計(jì)及固件開(kāi)發(fā)，本文主要針對(duì)廣州地鐵的硬幣處理模式現(xiàn)狀及新線建設(shè)情況進(jìn)行探討。

1 廣州地鐵應(yīng)用背景

廣州地鐵目前運(yùn)營(yíng)里程為236 km，日均客流約為536萬(wàn)人次，在運(yùn)線路8條。自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)AFC系統(tǒng)）為乘客提供方便快捷的付費(fèi)方式，AFC系統(tǒng)在各城市新開(kāi)通線路中均已成熟應(yīng)用，同時(shí)也帶動(dòng)了AFC系統(tǒng)的發(fā)展與功能的不斷完善。受限于城市硬幣運(yùn)輸及流通限制，供找零硬幣短缺的問(wèn)題一直困擾著各個(gè)城市的軌道交通的運(yùn)營(yíng)單位，成為AFC系統(tǒng)廣泛應(yīng)用過(guò)程中一個(gè)較為突出的問(wèn)題，根據(jù)廣州地鐵運(yùn)營(yíng)服務(wù)特點(diǎn)、乘客使用習(xí)慣、相關(guān)社會(huì)環(huán)境因素等制定符合現(xiàn)場(chǎng)需求的硬幣處理模式顯得尤為重要。

TVM硬幣處理模式包括硬幣接收與暫存（1元、5角），硬幣圖像識(shí)別與驗(yàn)幣，硬幣找零與暫存，循環(huán)找零功能（可選）等四個(gè)主要功能模塊。目前廣州地鐵硬幣處理模式為接收1元，亞運(yùn)開(kāi)通線路及后續(xù)新線具備1元硬幣循環(huán)找零功能，5角接收功能具備，但予以屏蔽。根據(jù)廣州地鐵2016-2017年線網(wǎng)規(guī)劃線路AFC系統(tǒng)情況，目前運(yùn)營(yíng)用戶建議仍沿用目前的硬幣找零模式，即僅接收1元硬幣，具備1元硬幣循環(huán)找零功能。

2 硬件設(shè)計(jì)及功能介紹

自動(dòng)售票機(jī)（TVM）設(shè)備硬幣處理模塊基本模塊設(shè)計(jì)遵循廣州地鐵運(yùn)營(yíng)服務(wù)特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)各條在運(yùn)線路的AFC系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不斷改進(jìn)完善，硬幣處理模塊由硬幣鑒幣器（驗(yàn)幣器）、循環(huán)找零箱（可選）、硬幣圖像識(shí)別器、后備找零箱、硬幣加幣箱、硬幣回收箱、硬幣機(jī)構(gòu)以及硬幣模塊控制板組成。整體硬件設(shè)計(jì)根據(jù)業(yè)務(wù)功能需求進(jìn)行開(kāi)發(fā)，根據(jù)維修維護(hù)需求進(jìn)行實(shí)體優(yōu)化。

（1）硬幣處理模塊基本功能

硬幣識(shí)別：硬幣識(shí)別器能接受不少于13種不同參數(shù)的硬幣，幣種識(shí)別軟件可以在線升級(jí)，硬幣檢測(cè)準(zhǔn)確率大于99.99%，對(duì)無(wú)法識(shí)別的硬幣給與退幣處理；

識(shí)別幣種增加：硬幣處理模塊可通過(guò)參數(shù)設(shè)置增加新硬幣種類(lèi)，而不需進(jìn)行任何軟件升級(jí)；

非法幣退出：硬幣識(shí)別器不能識(shí)別的硬幣直接進(jìn)入找零退幣口，不經(jīng)過(guò)任何緩沖；

硬幣暫存：硬幣處理模塊具有暫存器，當(dāng)循環(huán)找零箱滿時(shí)直接進(jìn)入分幣機(jī)構(gòu)回收或找零；

原幣奉還：當(dāng)乘客取消操作時(shí)，通過(guò)暫存器可實(shí)現(xiàn)一次性原幣奉還；

找零功能：硬幣處理模塊至少具有2個(gè)循環(huán)找零箱，可實(shí)現(xiàn)2個(gè)幣種的找零功能，接受硬幣首先進(jìn)入此兩箱，找零硬幣從循環(huán)找零箱排出。有具有一次性多枚找?guī)殴δ埽?/p>

后備找零功能：硬幣處理模塊至少具有兩個(gè)后備找零箱，當(dāng)循環(huán)找零箱硬幣不足或空時(shí)，找零硬幣由后備找零箱找出。

硬幣補(bǔ)充加幣：硬幣處理模塊至少具有2個(gè)加幣箱，當(dāng)后備找零箱硬幣不足或空時(shí)可通過(guò)加幣箱加幣。

圖1 硬幣處理流程

硬幣回收：硬幣處理模塊可通過(guò)分幣機(jī)構(gòu)將接收硬幣回收存儲(chǔ)于硬幣回收箱；

清點(diǎn)清空：硬幣處理模塊通過(guò)控制單元可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有箱內(nèi)的硬幣進(jìn)行數(shù)量清點(diǎn)或回收清空；

投幣口功能：硬幣處理模塊投幣口應(yīng)具有導(dǎo)水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有防水功能；另具閘門(mén)，非接收狀態(tài)具備禁止投入硬幣功能。

（2）基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)格

根據(jù)TVM功能需求相應(yīng)地進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，充分考慮廣州地鐵運(yùn)營(yíng)服務(wù)特點(diǎn)，結(jié)合線網(wǎng)票務(wù)規(guī)則，同時(shí)兼顧日常設(shè)備運(yùn)營(yíng)的可維護(hù)性、適應(yīng)性，完成硬幣處理模式硬件設(shè)計(jì)。以下是廣州地鐵AFC系統(tǒng)兩款主流TVM設(shè)備硬幣處理模塊技術(shù)規(guī)格介紹。

表1 廣佛線TVM硬幣處理模塊技術(shù)規(guī)格

表2 六號(hào)線TVM硬幣處理模塊技術(shù)規(guī)格

（3）功能擴(kuò)展及延伸

對(duì)于可采用紙幣購(gòu)票的設(shè)備，當(dāng)找零器內(nèi)的硬幣存量少于一定數(shù)量時(shí)（數(shù)量可設(shè)置），運(yùn)營(yíng)狀態(tài)顯示為暫無(wú)找零、只接受硬幣等信息。

硬幣處理單元中所存儲(chǔ)的硬幣能通過(guò)命令補(bǔ)充或清空，清空命令可通過(guò)車(chē)站計(jì)算機(jī)下達(dá)或就地操作。取消交易時(shí)，硬幣處理模塊將投入的硬幣退還給乘客。

3 模式應(yīng)用分析

對(duì)于地鐵運(yùn)營(yíng)單位而言，自動(dòng)售票機(jī)（TVM）的硬幣圖像識(shí)別與驗(yàn)幣，硬幣找零與暫存功能均屬于基本功能，隨著地鐵線網(wǎng)的擴(kuò)大，AFC系統(tǒng)應(yīng)用的日益成熟，維修人員與車(chē)務(wù)操作人員的熟練，技術(shù)的不斷創(chuàng)新及發(fā)展，硬幣圖像識(shí)別與驗(yàn)幣、硬幣找零與暫存的功能發(fā)展已相當(dāng)成熟，由于涉及到運(yùn)營(yíng)服務(wù)模式、社會(huì)環(huán)境因素、貨幣流通情況等條件的約束，近年來(lái)運(yùn)營(yíng)單位更多將關(guān)注點(diǎn)放在TVM硬幣處理模式的硬幣接收與暫存（1元、5角）、循環(huán)找零功能兩個(gè)擴(kuò)展功能上，要求日益提高細(xì)化。根據(jù)運(yùn)營(yíng)單位的意見(jiàn)，結(jié)合正線實(shí)際應(yīng)用情況，應(yīng)用可行性研究，技術(shù)可行性研究，新線建設(shè)部門(mén)不斷在技術(shù)層面上積極完善這兩項(xiàng)功能，逐步在新線建設(shè)中實(shí)現(xiàn)及優(yōu)化。

在AFC系統(tǒng)新線技術(shù)上，新線建設(shè)部門(mén)通過(guò)積極調(diào)研、組織研發(fā)并推廣循環(huán)找零功能，自2010年三號(hào)線北延段、廣佛線、APM線三條亞運(yùn)開(kāi)通線路TVM設(shè)備具備循環(huán)找零功能，2013年六號(hào)線及以后線路AFC系統(tǒng)TVM設(shè)備循環(huán)找零功能將繼續(xù)應(yīng)用與優(yōu)化。從硬幣處理模塊技術(shù)層面上緩解硬幣短缺對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)所造成的壓力。根據(jù)運(yùn)營(yíng)部門(mén)要求現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)找零功能暫時(shí)處于屏蔽狀態(tài)，將根據(jù)運(yùn)營(yíng)單位的實(shí)際需要開(kāi)啟使用。于此同時(shí)，從廣州市軌道交通六號(hào)線首期工程開(kāi)始啟用紙幣找零模塊、紙幣接收模塊配合硬幣找零模塊使用，原有紙幣接收模塊功能升級(jí)，并采用是經(jīng)過(guò)市場(chǎng)長(zhǎng)期使用、可靠、成熟的且售后服務(wù)完善的國(guó)際知名紙幣找零產(chǎn)品。適應(yīng)中國(guó)用戶的使用習(xí)慣，科學(xué)設(shè)計(jì)出較為完善的硬幣、紙幣結(jié)合找零解決方案，進(jìn)一步緩解硬幣短缺的壓力。

4 其他城市地鐵應(yīng)用情況

目前中國(guó)其他城市地鐵根據(jù)各地的實(shí)際情況及運(yùn)行特點(diǎn)，制定硬幣處理模式的規(guī)則及技術(shù)方案，根據(jù)設(shè)計(jì)調(diào)研及考察，與各地地鐵公司的交流，收集整理城市地鐵公司關(guān)于1元、5角硬幣接收及循環(huán)找零實(shí)施情況。北京地鐵根據(jù)票務(wù)規(guī)則只接收1元硬幣；南京地鐵由于硬幣供應(yīng)不緊張，故只接收1元硬幣；上海地鐵AFC設(shè)備雖然具備接收5角硬幣功能及循環(huán)找零功能，根據(jù)實(shí)際運(yùn)營(yíng)需要屏蔽接收5角功能，其他城市地鐵根據(jù)各自情況制定硬幣處理模式，大部分城市選擇不接收5角，即便接收5角硬幣也不作循環(huán)找零。由于各地票價(jià)暫為整數(shù)（不考慮地區(qū)優(yōu)惠政策），且1元、5角混合循環(huán)找零功能（既接收1元、5角硬幣，1元與5角各占用一找零箱，各自具備循環(huán)找零功能）實(shí)現(xiàn)成本較高，實(shí)用價(jià)值不高，如果5角占用一幣箱，根據(jù)1元的使用速率，運(yùn)營(yíng)服務(wù)人員加幣頻率將提高，所以即便新線設(shè)備具備相應(yīng)功能，但根據(jù)運(yùn)營(yíng)需求也未開(kāi)啟該功能。

圖2 循環(huán)找零流程

5 綜合分析及推薦方案

從市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)角度分析，隨著通貨膨脹，低面值的貨幣特別是硬幣將面臨自然淘汰的趨勢(shì)，故根據(jù)各地鐵公司票務(wù)規(guī)則，大多數(shù)地鐵公司選擇不接收5角硬幣、或只接收但不作5角銀幣找零的處理模式，所以5角循環(huán)找零的實(shí)際應(yīng)用需求并不高。

從實(shí)際使用情況分析，根據(jù)各地地鐵的使用現(xiàn)狀、業(yè)務(wù)規(guī)則及硬件設(shè)計(jì)特點(diǎn)綜合分析，基本上1元、5角混合循環(huán)找零功能實(shí)際應(yīng)用需求并不高，實(shí)現(xiàn)成本或改造成本極高。故各地地鐵公司基本不采用1元、5角接收及混合循環(huán)找零功能的方式，以避免增加車(chē)站工作人員的負(fù)擔(dān)。此外舊線路TVM設(shè)備不具備循環(huán)找零功能，由于TVM設(shè)備內(nèi)部設(shè)計(jì)的整體性、舊TVM內(nèi)部設(shè)備模塊所占空間比較大，如需增加此功能，將面臨極其高額的改造費(fèi)用，相當(dāng)于重新設(shè)計(jì)與生產(chǎn)TVM設(shè)備，所需改造成本及人力成本不符合經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于運(yùn)營(yíng)相對(duì)穩(wěn)定的AFC設(shè)備而言，甚至?xí)嬖谥欢ǖ母脑旒夹g(shù)風(fēng)險(xiǎn)，故各地地鐵未開(kāi)展此類(lèi)功能改造工作。

從地鐵運(yùn)營(yíng)成本分析，每臺(tái)TVM設(shè)備幣箱僅有兩個(gè)，按照目前的運(yùn)營(yíng)使用習(xí)慣，僅用1元硬幣，大客流車(chē)站按兩至三天補(bǔ)幣操作，相應(yīng)進(jìn)行人員、配幣等工作安排，當(dāng)使用5角硬幣時(shí)，如不增加幣箱，則1元、5角各占用一幣箱，為保證1元銀幣找零暢順則只能以縮短補(bǔ)幣間隔時(shí)間或增加人員成本投入來(lái)完成既定運(yùn)營(yíng)目標(biāo)，如需增加幣箱需另外進(jìn)行機(jī)體設(shè)計(jì)，同時(shí)增加運(yùn)營(yíng)改造成本。

根據(jù)新線前期調(diào)研結(jié)果，綜合各地地鐵公司業(yè)主、專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)、科研單位、咨詢單位、設(shè)備廠商、維護(hù)部門(mén)、維保單位等相關(guān)單位的意見(jiàn)與評(píng)估情況，自動(dòng)售票機(jī)硬幣找零優(yōu)先推薦模式為：接收1元（具備循環(huán)找零功能根據(jù)實(shí)際運(yùn)營(yíng)需要選擇是否開(kāi)啟該功能），5角接收功能具備，但予以屏蔽，不建議開(kāi)發(fā)5角循環(huán)找零功能。

6 結(jié)束語(yǔ)

自動(dòng)售票機(jī)硬幣處理模式作為AFC系統(tǒng)一種重要的貨幣處理方式，已經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)使用的經(jīng)驗(yàn)累計(jì)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、工控技術(shù)的不斷發(fā)展，硬幣處理模式日益穩(wěn)定成熟。由于社會(huì)化及地域性的硬幣短缺事實(shí)，造成硬幣支付的數(shù)量與硬幣找零的數(shù)量相差巨大，結(jié)合技術(shù)及成本進(jìn)行綜合分析，根據(jù)各地乘客的使用習(xí)慣，票務(wù)規(guī)則等綜合因素，目前大部分地鐵公司硬幣處理模式選擇僅接收1元為主，根據(jù)地鐵AFC系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，隨著紙幣找零技術(shù)的成熟應(yīng)用，將有效緩解硬幣供應(yīng)及使用的問(wèn)題，硬幣處理模式選擇擁有更多空間，也將趨于簡(jiǎn)單化實(shí)用化，故僅接收1元硬幣的硬幣處理模式仍將是AFC行業(yè)的主流。

［1］Particular requirements for commercial dispensing appli?ances and vending machines.IX-IEC.IEC 60335-2-75 Edition 2.2-2009.Household and similar electrical appli?ances-Safety-Part3-45［S］ .

［2］株式會(huì)社高見(jiàn)澤.Takamisawa Smart Hopper Model C H-N Series Specification［A］.2003.21-23.

［3］ANSL.ANSI/UL541-2003.Vending Machines，Refriger?ated［A］.2003.7-8.

［4］周春燕.上海軌道交通運(yùn)營(yíng)成本控制芻議［J］.城市軌道交通研究，2010（7）：9-10.

Discussion on the TVM Coin Processing Mode of Urban Rail Transit

XIE Cheng-xiang
（Guangzhou Metro Corporation，Guangzhou511300，China）

The TVM coin processing mode is one of AFC system monetary approaches.This paper describes the hardware design and function of the coin processing mode，analyzes the mode applications of Guangzhou Metro and compare it with other metro companies of China.This paper analyses and estimates comprehensively，and then made one coin processing mode recommendation for reference.

urban rail transit；Ticket Vending Machine（TVM）；coin processing mode；operation applications

U231+.92

A

1009－9492(2014)09－0131－04

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.09.036

謝程祥，男，1984年生，廣東人，大學(xué)本科，工程師。研究領(lǐng)域：自動(dòng)售檢票系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、近場(chǎng)通信技術(shù)。已發(fā)表論文3篇。 (編輯：王智圣)

2014－03－19